JP2024009222A - 水ろ過システム - Google Patents

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Abstract

【課題】改良された携帯型ろ過システムを提供する。【解決手段】それぞれが複数の第１のフィルタ、第２のフィルタ及び第３のフィルタを含む第１のフィルタセグメント、第２のフィルタセグメント及び第３のフィルタセグメントを含む粒子ろ過システムである。第１、第２及び第３のフィルタはそれぞれ、１対の表面層又は外層の間に挟まれた繊維層を含む。第１のフィルタ、第２のフィルタ及び第３のフィルタのそれぞれの細孔サイズの範囲は、繊維層よりも表面層の密度に従って変わる。【選択図】図２１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１１月１５日出願の米国仮特許出願第６２９３６１１１号、及び２０１９年１２月１６日出願の米国仮特許出願第６２９４８７８４号、並びに２０２０年１月６日出願の米国実用特許出願第１６７３５６１５号に対する優先権を主張するものであり、これらの出願は参照により本出願に援用される。
本出願はろ過装置に関し、より詳細には、水及び他の液体を飲用するための水ろ過システムに関する。
発展途上国では、疾病の約８０％が劣悪な水及び公衆衛生環境に関連している。世界の５歳未満の死亡者の５人に１人は、水に関連する疾患によるものである。
清浄で安全な水は健康な生活に不可欠であるが、清浄な飲料水は、先進国に比べて１人あたりの所得水準が低い、工業化が進んでいない国々の多くの人々には、利用しにくいままとなっている。
水の汚染は、混濁、金属、有機物、及び細菌などの物理的、化学的、及び生物学的な汚染物質を含み得る。ろ過、凝固及び凝集によって汚染物質を除去するための物理的処理、並びに塩素処理などの殺菌処理を含む様々な技術が、汚染物質の除去に使用されている。
図１６～１８を参照すると、従来の堆積物フィルタは、平面構造での同一又は類似の細孔サイズの穿孔で構成されている。複数のフィルタが積層されている場合、塵芥の流通は細孔サイズの通りである。フィルタを通る流れは、入口に面したフィルタ表面から、出口に面したフィルタ表面を通って出るまで概ね直線状である。孔が堆積物で塞がれると流量が減少する。
飲用水を清浄化するために、様々なタイプの携帯型フィルタシステムが利用可能である。しかしながら、一部の小型システムは限られた性能又はろ過寿命である場合があり、更に壊れやすい及び／又は高価である場合もある。よって、改良された携帯型ろ過システムに対する需要が存在する。
１つの包括的な態様では、フィルタアセンブリは、入口端部と、入口端部に面した堆積物フィルタ表面を有する堆積物フィルタと、複数の概ね円筒形のフィルタとを含む。堆積物フィルタ表面は、概ね円筒形のフィルタの各表面と直交する。
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。例えば、堆積物フィルタは概ね円形のディスクを含んでもよく、堆積物フィルタ表面は、円で境界が定められた平面を含んでもよい。別の特徴として、複数の円筒形フィルタは同心リング内に配置されてもよい。
第１の流路及び第２の流路は、堆積物フィルタを、複数の円筒形フィルタに流体接続することができる。第１の流路は、複数の円筒形フィルタの中心軸と直交する中心軸を有することができる。第２の流路の中心軸は、複数の円筒形フィルタの長さに沿った方向のものであってもよい。
複数の円筒形フィルタのうちの少なくとも１つは、活性炭の環状リングを含んでもよい。複数の円筒形フィルタはまた、同心リングとして構成された複数のひだのある媒体フィルタを含んでもよい。
同心リングの中心の排出管は、水流を、ひだのある媒体フィルタの中心軸と直交する方向からひだのある媒体フィルタの中心軸に対して平行な方向へと変化させる壁を含んでもよい。排出管の壁は、水流を、ひだのある媒体フィルタの中心軸に対して平行な方向での反対方向に変化させることによって、出口を通してフィルタアセンブリから出すことができる。
別の包括的な態様では、フィルタアセンブリは、入口端部と、入口端部に面した堆積物フィルタ表面を有する堆積物フィルタとを含む。堆積物フィルタは、概ね円形のディスクと、同心リング形態の複数の円筒形フィルタと、堆積物フィルタを複数の円筒形フィルタに流体接続するための流路と、同心リングの中心の排出管とを含む。排出管は、水流を、複数の円筒形フィルタの中心軸と直交する方向から、堆積物フィルタに向かう方向で複数の円筒形フィルタの中心軸に対して平行な方向へ、そして堆積物フィルタから離れる反対方向へ変化させて、排出管の端部の出口に到達させる壁を含む。
実施形態は、上述の又は以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。例えば堆積物フィルタ表面は、複数の円筒形フィルタの各円筒形フィルタ表面と直交してもよい。
複数の円筒形フィルタは、活性炭及び／又はイオン交換樹脂の環状リングと、活性炭のリングの内側に同心リングとして構成された複数の波形媒体フィルタとを含む。
更に別の包括的な態様では、上記フィルタアセンブリは、コンテナから水の流れを受け取るための円形の取水口カバーと、円形の取水口カバーに取り付けられた円筒形の壁と、円筒形の壁内の容積を堆積物フィルタチャンバと円筒形フィルタチャンバとに分割する、円筒形の壁内の内部ポート付き円形壁と、堆積物フィルタチャンバ内の堆積物フィルタと、円筒形フィルタチャンバ内の、同心リング形態の複数の円筒形フィルタと、堆積物フィルタからの水の流れを同心リングの外側に向かう横方向へと変化させる、円筒形フィルタチャンバ内のカバー壁と、水流の方向を、堆積物フィルタに向かう上向きへ、そしてその後再び排出口を通って出口チャンバ内に向かう下向きへと変化させる、複数の円筒形フィルタの同心リングの内側の円形の排出管とを含む。実施形態は、上記特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。
更なる包括的な態様では、フィルタシステムは、重複する細孔サイズの範囲を有する、第１、第２及び第３のフィルタを含む。第１、第２及び第３のフィルタはそれぞれ、第１及び第２のフィルタ表面を有する繊維層と、繊維層の第１及び第２のフィルタ表面を挟む１対の表面層とを含む。表面層は、繊維層よりも高い密度を有する。第１、第２及び第３のフィルタの各表面層は、それぞれ第１、第２及び第３の細孔サイズの範囲を有する。第２の細孔サイズの範囲は、第１の細孔サイズの範囲より小さいもののこれと重複し、かつ第３の細孔サイズの範囲は、第２の細孔サイズの範囲より小さいもののこれと重複する。
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。例えば、第１、第２及び第３のフィルタの繊維層及び表面層は、一体に結合される縁部を含んでもよい。別の実施形態では、繊維層及び表面層の表面が一体に結合される。
第１、第２及び第３のフィルタの繊維層は、３次元層として構成された、絡み合った繊維のウェブを含んでもよく、これは１対の表面層の厚さよりも大幅に大きな厚さを有してもよい。
第１、第２及び第３のフィルタの繊維層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、及び／又はポリエチレンテレフタレートを含んでもよい。繊維層はまた、高度に絡み合った繊維構造、及び／又は例えばシュードベーマイトなどの結晶質構造を含んでもよい。
第２のフィルタの細孔サイズの範囲は、第２のフィルタに追加の表面層を追加することによって、第１のフィルタの細孔サイズの範囲より小さくされることができ、第３のフィルタの細孔サイズの範囲は、第３のフィルタに追加の表面層を追加することによって、第２のフィルタの細孔サイズの範囲より小さくされることができる。
別の包括的な態様では、堆積物フィルタシステムは、外層に挟まれた繊維層をそれぞれが有する一連のセグメント層を含み、一連のセグメント層はそれぞれ、外層を構成する材料と比較して、繊維層を構成する材料を異なる比率で含む。繊維層は外層と比べて低い密度を有し、より高い組成の外層を備えたセグメント層は、追加の外層のシートを含むことにより、細孔サイズの範囲が低減されている。
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。例えば、一連のセグメント層は、５０～９５％の繊維層及び５～５０％の外層の組成を有する第１のセグメント層と、４０～８５％の繊維層及び１５～６０％の外層の組成を有する第２のセグメント層と、０～７５％の繊維層及び２５～１００％の外層の組成を有する第３のセグメント層とを含んでもよい。
一連のセグメント層は、７５％のＰＥＴ及び２５％のＰＰの組成を有する第１のセグメント層と、５５％のＰＥＴ及び４５％のＰＰの組成を有する第２のセグメント層と、２５％のＰＥＴ及び７５％のＰＰの組成を有する第３のセグメント層と、１００％のＰＰの組成を有する第４のセグメント層とを含んでもよい。
外層はポリプロピレン（ＰＰ）を含んでもよく、繊維層はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んでもよい。低密度の繊維層は、塵芥粒子が遠回り方向に繊維層を通って移動することを可能にする３次元構造として構成されることができる。繊維層を通る塵芥粒子の遠回り経路は、繊維層の塵芥粒子貯蔵容量を増大させることができる。１つの包括的な態様では、浄水システムは、注入口及び堆積物排出口を有する貯蔵容器であって、注入口と堆積物排出口との間に流体経路を備えた内部容積を画定する貯蔵容器と、入口端部及び出口端部を有する円筒形フィルタ壁を含むフィルタハウジングと、入口端部内に配置された堆積物フィルタであって、入口端部に面した堆積物フィルタ表面を有する堆積物フィルタと、出口端部に近接した複数の円筒形フィルタと、円筒形フィルタ壁の出口端部を取り囲むねじ山が付けられたキャップであって、貯蔵容器でのねじ山が付けられたカラーを受けるように構成されたねじ山が付けられたキャップとを含み、堆積物フィルタ表面は、注入口と堆積物排出口との間の流体経路に対して略平行であり、複数の円筒形フィルタのそれぞれが、円筒形フィルタ表面を有し、堆積物フィルタ表面はそれぞれの円筒形フィルタ表面と直交し、ねじ山が付けられたキャップは、最も内側の円筒形フィルタ表面の内側の容積に流体接続された排出口を有する。フィルタハウジングの少なくとも一部分は、貯蔵容器の内部容積内に配置される。
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。例えば、堆積物フィルタは概ね円形のディスクであってもよく、円筒形フィルタは複数のフィルタを同心リングとして含んでもよい。
第１の流路及び第２の流路は、堆積物フィルタを複数の円筒形フィルタに流体接続させることができ、第１の流路は、複数の円筒形フィルタの円筒形フィルタ中心軸と直交する第１の中心軸を有する。第２の流路の第２の中心軸は、円筒形フィルタ中心軸に対して平行である。
複数の円筒形フィルタは、第１の環状壁と第２の環状壁との間に設置された第１の円形壁及び第２の円形壁を有する、環状リング又は環状リングフィルタを含んでもよい。環状リングには粒状活性炭などの吸着粒子が充填され、第１及び第２の円形壁は透水性であるが、粒状活性炭は保持する。
第１の円形壁と第２の円形壁との間に１対の隔壁を設置することによって、その空間を第１、第２及び第３の流路に分割することができる。第１及び第２の円形壁の間で、第１及び第２の隔壁に分割壁を取り付けて、水流の方向を、第１の流路内の第１の方向から、第２の流路内の第２の方向及び第３の流路内の第３の方向へと変化させることができる。
部分的に塞いで第２の流路で流体の乱流を生じさせるために、突出壁を第２の流路内に設置されることができる。例えば、突出壁は、第２の流路内にＺ字形又はＳ字形の水流を発生させるように構成された、複数の対のくさび形の又は湾曲した壁を含む。突出壁は、第１の環状壁及び第２の環状壁の一方又は両方に設置されてもよい。別の実施形態では、突出部は、環状壁から第２の流路内へと延在するくさび形又はつらら形（鍾乳石及び石筍）構造とされてもよい。
複数の円筒形フィルタは、環状リングの内側に、同心リングとして構成されたひだのある媒体フィルタを複数含んでもよい。別の特徴としては、排出管が同心リングの中心に配置され、排出管は、水流を、ひだのある媒体フィルタの中心軸と直交する方向からひだのある媒体フィルタの中心軸に対して平行な方向へと変化させる壁を含む。
貯蔵容器は直方体であってもよく、及び／又は開口を備えた略垂直な壁を有してもよく、フィルタハウジングはこの垂直な壁の開口内に収容される。垂直な壁は、浮力のない粒子が堆積物フィルタを迂回するように、堆積物フィルタ表面を垂直な壁に対して略平行にすることができる。
別の包括的な態様では、流体コンテナ用のフィルタアセンブリは、入口端部及び出口端部を備えた円筒形フィルタ壁を有するフィルタハウジングと、入口端部内に配置された堆積物フィルタであって、入口端部に面した堆積物フィルタ表面を有し、概ね円形のディスクを含んだ堆積物フィルタと、環状リングフィルタを備えた少なくとも１つの円筒形フィルタとを含み、環状リングフィルタは、吸着粒子が少なくとも部分的に充填された内部容積を画定し、非透水性の第１の環状壁及び第２の環状壁と、第１の環状壁と第２の環状壁との間に設置された、透水性であるが吸着粒子を保持する第１の円形壁及び第２の円形壁と、第１の円形壁と第２の円形壁との間に設置されて、内部容積を第１及び第２の流路に分割する隔壁と、水流の方向を第１の流路内の第１の方向から、第２の流路内の第２の方向へと変化させるために、第１の円形壁と第２の円形壁との間に設置された分割壁と、第２の流路を部分的に遮ることによって第２の流路内の水の乱流を増大させる、第２の流路内に設置された複数の突出壁とを有する。
実施形態は、上述の特徴又は以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。例えば突出壁は、第２の流路内にＺ字形又はＳ字形の水流を発生させるように構成された、複数の対の壁を含んでもよい。複数の対は、対にされた湾曲面を含んでもよい。各突出壁は、第１の環状壁及び第２の環状壁の一方又は両方に設置されることができる。
別の特徴として、流路が堆積物フィルタを少なくとも１つの円筒形フィルタに流体接続してもよく、そして排出管を円筒形フィルタの中心に配置することができる。排出管は、水流を、複数の円筒形フィルタの中心軸と直交する方向から、堆積物フィルタに向かう方向で複数の円筒形フィルタの中心軸に対して平行な方向へ、そして堆積物フィルタから離れる反対方向へ変化させて、排出管の端部の出口に到達させる壁を含んでもよい。
ねじ山が付けられたキャップは、流体コンテナでのねじ山が付けられたカラーを受けるように構成されることができる。流体コンテナは、注入口及び堆積物排出口を有することができ、流体コンテナは、注入口から堆積物排出口までの第１の流体経路と、入口端部から堆積物フィルタを通る、第１の流体経路と概ね直交する第２の流体経路とを画定する内部容積を含み、流体コンテナはフィルタハウジングの少なくとも一部分を収容する。
別の特徴として、堆積物フィルタ表面は、少なくとも１つの円筒形フィルタのそれぞれの円筒形フィルタ表面と直交してもよい。吸着粒子は粒状活性炭を含んでもよい。
円筒形フィルタは、環状リングフィルタの内側に同心リングとして構成された複数の波形媒体フィルタを含んでもよい。
更に別の包括的な態様では、環状リングフィルタは、非透水性の第１の環状壁及び第２の環状壁と、第１の環状壁と第２の環状壁との間に設置された、透水性の第１の円形壁及び第２の円形壁と、第１の円形壁と第２の円形壁との間に設置されて、第１及び第２の環状壁と第１及び第２の円形壁との内部に画定された内部容積を第１及び第２の流路に分割する隔壁と、水流の方向を第１の流路内の第１の方向から、第２の流路内の第２の方向へと変化させるために、第１の円形壁と第２の円形壁との間に取り付けられた分割壁と、第２の流路内に設置された複数の突出壁とを含み、突出壁は、第２の流路を部分的に遮ることによって第２の流路内の水の乱流を増大させ、内部容積には、少なくとも一部に吸着粒子が充填される。
実施形態は、上述の特徴又は以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。例えば、吸着粒子は粒状活性炭を含む。
本発明の一実施形態による携帯型水ろ過システムを示す。 携帯型水ろ過システムの保護用フィルタケージを示す。 携帯型水ろ過システムの部分断面図を示す。 本発明の一実施形態による浄水フィルタアセンブリの分解組立図を示す。 浄水フィルタアセンブリの断面図を示す。 浄水フィルタアセンブリの同心フィルタの分解組立図である。 浄水フィルタアセンブリの斜視図である。 浄水フィルタアセンブリの保護用フィルタケージの斜視図及び断面図である。 従来のフィルタの断面図を示す。 従来のフィルタの表面図を示す。 本発明の一実施形態による堆積物フィルタの表面図を示す。 堆積物フィルタのセグメント層を示す。 堆積物フィルタの表面図及び断面図を示す。 堆積物フィルタのセグメント層ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの表面図、切断図、及び全積層体構造図を示す。 堆積物フィルタのセグメント層ＡＡＡの断面図、積層状態での表面図、単層の表面図、構造図、及び積層体構造図を示す。 セグメント層Ｄの表面図、構造図、及び積層体構造図を示す。 セグメント層Ｅの表面図、構造図、及び積層体構造図を示す。 セグメント層Ｆの表面図、構造図、及び積層体構造図を示す。 それぞれ１つの底部出口及び２個の底部出口を有する、セグメント層ＡＡＡ、ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの全積層体構造を示す。 セグメント層ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちの１つの、単層構造図を示す。 円筒形フィルタとしての本発明のフィルタの別の実施形態を示す。 バグフィルタとしての本発明のフィルタの別の実施形態を示す。 環状リングフィルタを含む、別の実施形態を示す。
図１～６を参照すると、携帯型水ろ過システム１００は、飲用水給水システムが利用可能でないエリアで使用されることができる。システム１００は、取っ手１０５と、フィルタアセンブリ１１０と、ある体積の水を保持するコンテナ容器１１５とを含む。ポンプ１２０を用いて容器１１５を加圧することにより、フィルタアセンブリ１１０を通る水流を促進することができる。
図３を参照すると、容器１１５は、キャップ１２５で覆われた注入口を有する。保持リング１３０を用いてキャップ１２５を保持する。排出口キャップ１３５で覆われた堆積物排出口は、容器１１５の底部に配置される。出口ホース１４０は、フィルタアセンブリ１１０の出口に取り付けられる。
図４を参照すると、ポンプ１２０は、握り潰すことができる球状部１４５と、圧力ホース１５０と、バタフライバルブ１５５で作動されるバルブとを含む。このバルブは容器１１５を密閉して圧力を維持することができる。
図７、１４及び１５を参照すると、保護ケージ１５８はフィルタアセンブリ（図示せず）を取り囲む。ケージ１５８は、フィルタアセンブリの周りを一周する一連のリブを含む。これはフィルタアセンブリを、例えばコンテナ１００が落下した場合などの衝撃から保護する。
図８を参照すると、フィルタアセンブリ１１０は、カーボンリング１６０及び一連の波形フィルタ１６５を同心リングとして含む。以下で更に詳細に説明されるように、水はフィルタの同心リングの外側から内側へと、排出口に向かって流れる。
図９Ａを参照すると、フィルタアセンブリ１１０は、コンテナ１１０に取り付けられる、ねじ山が付けられたカラー１６５内に配置される。ねじ山が付けられたキャップ１７０をねじ山が付けられたカラー１６５にねじ込むことによって、フィルタアセンブリ１１０をコンテナ１１０内に固定する。シールリング１７５又はガスケットが、ねじ山が付けられたキャップとフィルタアセンブリ１１０のリップ１８０との間に配置され、それによりフィルタアセンブリが、水密封止のためにねじ山が付けられたカラー１６５とねじ山が付けられたキャップ１７０との間で締められる。図９Ｂを参照すると、ねじ山が付けられたキャップはフィルタアセンブリ１１０に一体化されており、それにより一体化されたキャップを回転させることによって、フィルタアセンブリ１１０全体がカラーにねじ込まれる。
図１０及び１１を参照すると、フィルタアセンブリ１１０は、円形の取水口カバー１８５と、堆積物フィルタ１９０と、概ね円筒形の壁１９５と、内部の円形壁２００と、同心フィルタをカバーするカバー壁２０５とを含む。円形の取水口カバー１８５は、容器１１５からフィルタアセンブリ１１０内へ水を流すことを可能にする一連のリブ及び開口を有する。内部の円形壁２００は、フィルタアセンブリを、堆積物フィルタチャンバ２１０と同心リングフィルタチャンバ２１５とに分ける。内部の円形壁２００は、堆積物フィルタチャンバ２１０から同心リングフィルタチャンバ２１５へ水を流すための一連のポートを有する。
概ね円筒形の壁１９５は、円筒の形状又は形態において、直線状の又は平行な側面と、円形又は楕円形の断面とを有し得る。しかしながら、他の直方体のシャフト又はノッチを有してもよい。
堆積物フィルタ１９０は、容器１１５の高さ方向に対して垂直な配向で配置される。従って、重い堆積物は堆積物フィルタ１９０を通らずに堆積物排出口へと直接落下するため、堆積物フィルタ１９０の寿命が延長される。
図１１を参照すると、水は矢印Ａで示される方向に、取水口カバー１８５を通って容器１１５から堆積物フィルタチャンバ２１０へと流れる。その後に、水は堆積物フィルタチャンバから同心リングフィルタチャンバ２１５へと流れる。同心フィルタをカバーするカバー壁２０５は、矢印Ｂで示されるように、下向きから、同心リングフィルタチャンバ２１５の外側に向かう横方向へと水の流れを転換させる、堅固な円形壁である。続いて水は、矢印Ｃの方向に、円筒形の壁１９５とカーボンリング１６０の外側表面との間を下向きに流れる。カーボンリング１６０は活性炭を含み、例えば銀が埋め込まれた炭素などの、複数の材料の組成物であってもよい。カーボンの代わりに、又はカーボンに加えて、例えばイオン交換樹脂又はイオン交換ポリマーなどの他のタイプのフィルタ媒体が使用されてもよい。
水は、矢印Ｄの方向に、カーボンリング１９０を通って外側から内側へと流れる。続いて水は、隔壁２１８を通って波形フィルタ１６５の同心リングに流れる。
図１１に示される実施形態は、４つの一連の波形フィルタ２２０、２２５、２３０、２３５を有する。フィルタ２２０、２２５、２３０、２３５は、隔壁２４０、２４５、２５０によって隔てられている。
図１２に示されるように、隔壁２１８、２４０、２４５、２５０はそれぞれ、同心リングの中心に向かう水の流れを可能にするポート又はスロットを有する。円形の排出管２５５が、隔壁２１８、２４０、２４５、２５０の中心に配置される。他の実施形態では、追加の隔壁が追加されてもよく、又は隔壁が使用されなくてもよい。同心フィルタ２２０、２２５、２３０、２３５のうちの１つ以上は、懸濁物質、微生物学的物質、及び／又は化学物質を除去するように構成されてもよい。
再び図１１を参照すると、円形の排出管２５５は、矢印Ｅで示されるように、水の流れる方向を堆積物フィルタ１９０方向に向かう上向きに、次に排出口２６０を通って出口チャンバへと向かう下向きに再び変化させる。その後に水は、矢印Ｆで示されるように、コンテナ１００を出る方向に、排出口２６５に向かって下向きに流れる。
図１３を参照すると、螺旋流撹拌部品２７０が円形の排出管２５５内に配置される。撹拌部品２７０は、水の排出管２５５内の殺菌用媒体との接触が増加するように乱流を発生させる。別の実施形態では、その撹拌部品もまた殺菌用媒体を含んでもよい。
図１９及び２０を参照すると、フィルタ材料は、従来のフィルタよりも細孔サイズがより大きな範囲で設計される。図１９に示される細孔サイズの範囲は、図２０に示されるものよりも全体として大きいが、細孔サイズの範囲は重複し得る。
図２１は、堆積物フィルタを構成する様々なフィルタ媒体セグメント層を示す。概して、各フィルタセグメント層ＡＡＡ、ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆを構成する表面材料の細孔サイズの範囲は、徐々に小さくなる。一実施形態では、セグメント層ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆのうちのいくつかは、第２のフィルタ材料を挟む異なる量の第１の表面材料からなる。
第１の表面材料の細孔サイズの範囲は、例えばメルトブロータイプのポリプロピレン（ＰＰ）ウェブの層などの、フィルタ材料の様々な層全体を、追加するか又は一部を除去することによって調整されることができる。このメルトブロータイプのウェブの、ファイバの絡み合いの程度、ファイバの直径及び密度を用いて、ＰＰの有効細孔サイズを変化させることもできる。別の実施形態では、例えば更なる強度が必要な場合に、ＰＰに加えて、又はＰＰに代えて、スパンボンド布を使用してもよい。
図２１に示される実施形態では、セグメント層ＡＡＡ、ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、各セグメント層を構成する４つの個別の層を含む。異なる実施形態では、その４つの個別の層は、表面が互いに結合されてセグメント層を構成してもよく、又は一体に結合されずに隣接する個別の層が接するように互いに積層されてもよい。別の実施形態では、個別の層の表面は、各層の中心及び縁部などの分散した位置において、隣接する個別の層に固定される。
図２２～２３を参照すると、フィルタ媒体セグメント層ＡＡＡ、ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは一体に積層される。各セグメントＡＡＡ、ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは隣接するセグメント層と接するが、セグメント層の表面は一体に結合されない。
図２４を参照すると、フィルタ媒体セグメント層は積層されて、所望の形状へと共に切断される。例えばセグメント層は積層されて、超音波カッターが使用されてもよい。セグメント層の縁部の封止又は結合は、切断工程中に形成されてもよい。他の工程では、セグメントの縁部を一体に結合するために、熱溶接の形態が使用されてもよい。
図２５を参照すると、セグメント層の縁部を、プラスチックリングで又はシリコーン成形で一体に固定又は結合して、堆積物フィルタを形成することができる。図示されるように、堆積物フィルタは、中央が上部、下部、又は上部及び下部の両方において外向きに膨張する一方で、縁部においてはるかに密となることができる。
図２９～３３を参照すると、フィルタ媒体セグメント層ＡＡＡが、複数層を積層した状態での表面図、単層の表面図、及び構造図で、より詳細に図示されている。各構造図は、例示のためだけに、スライドグラスの間にフィルタ媒体を挟んだ状態での、側面からのものである。セグメント層ＡＡＡは、一体に結合されたＰＰの複数の層から形成される。一実施形態では、４つの個別の層が、密度２０～７０ｇ／ｍ２で１００％のＰＰである１つのセグメント層ＡＡＡを構成する。
図２６～２８及び４５を参照すると、セグメント層ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃが、表面図、切断図、全積層体構造図、及び単層構造図で示されている。用語「全積層体構造」は、セグメントを構成する個別の層の組み合わせを指し、「単層構造」は、セグメント層の個別の層を指す。個別の層のそれぞれの外層は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維から形成された内層に結合されたＰＰから形成される。外側のＰＰ層は細孔サイズの範囲を決定し、一方でＰＥＴ繊維は、粒子流に対する耐性がＰＰ表面又は外層よりもはるかに低い、フィルタ媒体の３次元マトリックスを提供する。ＰＥＴ繊維マトリックスは、フィルタ媒体を通って様々な方向及び横方向に堆積物粒子が移動することを可能にする。それによりフィルタ媒体を通るより単一方向の流れを有するフィルタと比較して、より多量の粒子処理を提供する。ＰＥＴ及びＰＰ繊維を一体に結合して、各層を形成する。
セグメント層は、細孔サイズ及び堆積物粒子貯蔵容量が徐々に減少する異なる組成を有する。例えば一実施形態では、セグメント層ＡＡは、７５％のＰＥＴ／２５％のＰＰの組成を有し、セグメント層Ａは、５５％のＰＥＴ／４５％のＰＰの組成を有し、セグメント層Ｂは、４５％のＰＥＴ／５５％のＰＰの組成を有し、セグメント層Ｃは、２５％のＰＥＴ／７５％のＰＰの組成を有する。セグメント層ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ、約７０ｇ／ｍ２の密度を有してもよい。
セグメント層ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ、ＰＥＴファイバの各側面にＰＰ層が配置された個別のサンドイッチ構造である３つ以上の層で構成されることができる。外側のＰＰ層は、やはり微細な３次元構造であるシートの表面に亘ってランダムに分布した細孔サイズ構造を呈する。これは、流量の維持及び圧力低下の防止に役立つ。内側のＰＥＴ層は、ランダムに分布した細孔サイズ（これもまた圧力低下及び早期の目詰まりの防止に役立つ）を維持しながらより良好な塵芥含有容量を可能にする、更なる３次元構造を形成する繊維からなる。ＰＥＴ層は、通常はＰＰ層よりも低い密度及びはるかに高い多孔率を有する。
複数のサンドイッチの層は、積み重ねられて、より厚い、従ってより多くの空隙を備えてより３次元的な構造である１つのセグメントを形成する。これらのランダムに分布した空隙は、ある範囲の粒子サイズを捕捉して、後続のセグメント層が早期に目詰まりするのを防止するのに役立つ。これらの層を積層することは、複数方向の流れを伴う、より３次元的な構造を形成するのに役立つ。
セグメント層ＡＡは、ＰＰの層の間にサンドイッチされたＰＥＴ繊維から作製される。この「サンドイッチ」は、後続のセグメント層よりも開放されており、後続のセグメント層よりも全体として大きな細孔サイズ構造を呈するが、それより前のセグメント層よりも小さな細孔サイズを有する。
一実施形態では、セグメント層ＡＡは、３つ以上の個別のサンドイッチ構造で構成されることができる。各サンドイッチの外層は、メルトブロータイプのポリプロピレンで構成され、やはり微細な３次元構造であるシートの表面に亘って、ランダムに分布した細孔サイズ構造を呈する。これは、流量の維持及び圧力低下の防止に役立つ。内層は、ランダムに分布した細孔サイズ（これもまた圧力低下及び早期の目詰まりの防止に役立つ）を維持しながらより良好な塵芥含有容量を可能にする更なる３次元構造を形成する、ポリエチレンテレフタレート繊維からなる。
複数のサンドイッチの層は、積み重ねられて、より厚い、従ってより多くの空隙を備えてより３次元的な構造である１つのセグメントを形成する。これらのランダムに分布した空隙は、複数の粒子サイズを捕捉することによって、後続のセグメント層が早期に目詰まりするのを防止するのに役立つ。これらの層を積層することは、複数方向の流れを伴う、より３次元的な構造を形成するのに役立つ。
図３４～３６を参照すると、セグメント層Ｄが、構造図、積層体構造図、及び表面図で示されている。一実施形態では、セグメント層Ｄは、密度が約４０ｇ／ｍ２の、全体がＰＰである個別のシートを有し、これらが一体に結合されてセグメント層Ｄとなる。ＰＰシートは、０．５～２ｍｍの厚さを有してもよい。複数の個別のシートを積層して、厚さ及び空隙を有するセグメントを形成する。これらのランダムに分布した空隙は、３ミクロンを越える比較的大きな粒子サイズを捕捉して、後続の層が早期に目詰まりして圧力低下が発生するのを防止するのに役立つ。この積層は、より高い塵芥保持容量及び複数方向の流れを有する、より３次元的なフィルタセグメントの形成に役立つ。
図３７～３９を参照すると、セグメント層Ｅが、表面図、切断図、及び構造図で示されている。セグメント層Ｅは、外側表面にＰＰを有し、シュードベーマイトが間に挟まれている。シュードベーマイトは、化学組成ＡＩＯを有するアルミニウム化合物である。これは微細な結晶質ベーマイトからなるが、ベーマイトより水分含有量が高い。
セグメント層Ｅは、平均６．２５ミクロンの細孔サイズを有する個別のサンドイッチ構造である１つ以上の層で構成されることができる。シュードベーマイトは、ランダムに分布した細孔サイズ（これはやはり、圧力低下及び早期の目詰まりの防止に役立つ）を維持しながらより良好な塵芥含有容量を可能にする、更なる３次元構造を形成する。これは、複数方向の流れによる、流量の維持及び圧力低下の防止に役立つ。味、臭いがする汚染物質の低減のために、サンドイッチの内部に粉末状活性炭を組み込んでもよい。
図４０～４２を参照すると、セグメント層Ｆが、表面図、切断図、及び構造図で示されている。セグメント層Ｅと同様に、セグメント層Ｆは、外側表面にＰＰを含み、シュードベーマイトが間に挟まれているが、個別のサンドイッチ構造は、平均１．２５ミクロンであるはるかに微小な細孔サイズを有する。
極めて微細な（直径が小さな）、高度に絡み合った、及び／又は高密度のＰＥＴファイバの層などの他のフィルタ媒体を、シュードベーマイトの代わりに使用してもよい。
図４３及び４４は、上述の図２１～２３に示されたセグメント層ＡＡＡ、ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆの全積層体の写真である。全てのセグメント層は、隣接する層に接している。得られる堆積物フィルタは、堆積物フィルタが目詰まりしてそのろ過能力を失うまでに、従来のフィルタに比べて微小な細孔サイズ及び／又は高い塵芥含有容量を有することができる。
図４６及び４７を参照すると、円筒形の堆積物フィルタ３００が図示されており、フィルタ媒体セグメント層ＡＡＡ’、ＡＡ’、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’、Ｆ’は同心リングとして構成されている。各セグメントＡＡＡ’、ＡＡ’、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’、Ｆ’は隣接するセグメント層と接しているが、隣接するセグメント層の表面は一体に結合されていない。セグメント層の組成は、図２１～２３及び４３～４４に関して上述されているものと同様であってもよい。他の実施形態では、組成が多少異なるセグメント層が存在してもよい。
図４８は、使用中の円筒形の堆積物フィルタ３００を示す。円筒形の堆積物フィルタ３００は、フィルタケース３１０内に設置される。フィルタケースは水流入ラインを有し、水は矢印Ａで示されるようにフィルタケースへと流れる。
フィルタ３００の底部は、水が矢印Ｂで示されるように、フィルタを通って流れるようにケースの底部に対して密閉されているか又は圧入される。水は、フィルタ３００の中心の開水路に流れ込み、矢印Ｃで示される方向で流出ライン３３０を通ってケースから流れ出す。
図４９は、バグフィルタ３５０として構成された、堆積物フィルタの別の実施形態を示す。バグフィルタ３５０は、上述のような複数のセグメント層を含むか、又は別の構成のセグメント層を有してもよい。バグフィルタ３５０の縁部は、丸いカラーによって基本的に圧着若しくは固定されていても、又は一体に熱結合若しくは接着されてもよい。
図５０～５４を参照すると、別の実施形態では、カーボンリング１６０が環状リングフィルタ５１０に置き換えられ、これはケース又は容器内に、粒状活性炭などの吸着粒子を含む。フィルタ５１０は、第１の環状壁５２５と第２の環状壁５３０との間に設置された、第１の円形壁５１５及び第２の円形壁５２０を含む。環状リングフィルタ５１０の内部容積には粒状活性炭が充填されている。第１の円形壁５１５及び第２の円形壁５２０は透水性であるが、カーボン粒子は保持する。
第１の隔壁５３５及び第２の隔壁５４０は、第１の円形壁５１５と第２の円形壁５２０との間に設置されて、内部容積を第１の流路５４５、第２の流路５５０及び第３の流路５５５に分割する。分割壁又は終端壁５６０は、第１の円形壁と第２の円形壁との間で隔壁に設置されて、水流の方向を、第１の流路内の第１の方向から、第２の流路内の第２の方向及び第３の流路内の第３の方向へと変化させる。
突出壁５６５が第２の流路内に設置され、この突出壁は、第２の流路を部分的に遮ることによって、第２の流路内の水の乱流を増大させる。その突出壁は、第２の流路内にＺ字形又はＳ字形の水流を発生させるように構成された、複数の対の湾曲壁を含む。各突出壁５６５は隔壁５３５、５４０に設置される。あるいは突出壁５６５は、第２の流路５５５内のある位置において、両環状壁に設置されることができる。
水は、環状リングフィルタ５１０の外側から内側へと流れる。水は、外側の円形壁５１５を通ってフィルタに入る。水は、隔壁５３５の端部に到達するまで第１の流路５５０内を流れ、そこで第２の流路５５５に入る。第２の流路５５５には、第２の流路５５５の水流を部分的に遮るか又はその方向を変化させる多くの突出壁５６５がある。得られる遠回り経路は、粒状活性炭へのより多くの接触をもたらす。
水は、第２の隔壁５４０の端部に到達するまで、第２の流路５５５を通って流れる。次に水は、透水性の内側フィルタ壁５２０に接触する。それにより水は、透水性のフィルタ壁５２０を通って流れて、環状リングフィルタ５１０を出てリングの中心に入る。水の一部はまた、透水性の内側フィルタ壁５２０を通って出る前に第３の流路５４５を流れる。その後に水は、環状リングフィルタ５１０の内側にある同心リングの一部である他のフィルタに入ってもよい。
以上の説明は、特定の実施形態を参照して記載されたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができること及び均等物に置き換えられことができることは、当業者に理解されるであろう。更に、特定の状況、材料、物質の組成、工程、工程の１つ又は複数のステップに適応するために、本開示の目的とする趣旨及び範囲に対して多くの改変がなされることができる。例えばフィルタアセンブリを、ドラム、樽又は固定式給水システムなどの別のタイプの水の容器に組み込んでもよい。またフィルタアセンブリを他の種類の液体に対して使用してもよい。別の例として、堆積物フィルタは、直方体、球体又はバッグ型などの別の形状を有してもよい。このような改変は全て、以下で提供される特許請求の範囲内であることが意図される。

Claims (17)

  1. 粒子ろ過システムであって、
    ５つの第１のフィルタを含む第１のフィルタセグメントと、
    ５つの第２のフィルタを含む第２のフィルタセグメントと、
    複数の第３のフィルタを含む第３のフィルタセグメントと
    を含み、
    それぞれの前記第１のフィルタは、第１の繊維層と、該第１の繊維層を挟む第１の対の表面層とを含み、前記第１の表面層は、前記第１の繊維層よりも高い密度を有し、前記第１の表面層はそれぞれ、第１の細孔サイズの範囲を有し、それぞれの前記第１のフィルタは、７５％の前記第１の繊維層及び２５％の前記第１の表面層の組成を有し、
    それぞれの前記第２のフィルタは、第２の繊維層と、該第２の繊維層を挟む第２の対の表面層とを含み、前記第２の表面層は、前記第２の繊維層よりも高い密度を有し、前記第２の表面層はそれぞれ、第２の細孔サイズの範囲を有し、該第２の細孔サイズの範囲は、前記第１の細孔サイズの範囲より小さいが前記第１の細孔サイズの範囲と重複し、それぞれの前記第２のフィルタは、５５％の前記第２の繊維層及び４５％の前記第２の表面層の組成を有し、
    それぞれの前記第３のフィルタは、第３の繊維層と、該第３の繊維層を挟む第３の対の表面層とを含み、前記第３の表面層は、前記第３の繊維層よりも高い密度を有し、前記第３の表面層はそれぞれ、第３の細孔サイズの範囲を有し、該第３の細孔サイズの範囲は、前記第２の細孔サイズの範囲より小さいが前記第２の細孔サイズの範囲と重複し、それぞれの前記第３のフィルタは、２５％の前記第３の繊維層及び７５％の前記第３の表面層の組成を有する、
    粒子ろ過システム。
  2. 前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ及び前記第３のフィルタの前記繊維層及び前記表面層が、一体に結合された縁部を含む、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  3. 前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ及び前記第３のフィルタの前記繊維層及び前記表面層の表面が、一体に結合される、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  4. 前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ及び前記第３のフィルタの前記繊維層が、３次元層を含む絡み合った繊維のウェブを含む、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  5. 前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ及び前記第３のフィルタの少なくとも１つの前記繊維層が、前記第１の対の表面層、第２の対の表面層及び第３の対の表面層の厚さよりも大きな厚さを有する、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  6. 前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ及び前記第３のフィルタの少なくとも１つの前記繊維層が、ポリエチレンテレフタレートを含む、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  7. 前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ及び前記第３のフィルタの少なくとも１つの前記表面層が、ポリプロピレンを含む、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  8. 前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ及び前記第３のフィルタの少なくとも１つの繊維層が、絡み合った繊維構造を含む、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  9. 前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ及び前記第３のフィルタの少なくとも１つの前記繊維層が、結晶質構造を含む、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  10. 前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタ及び／又は追加の第４のフィルタの少なくとも１つの繊維層が、シュードベーマイトを含む、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  11. 前記第２のフィルタの前記第２の細孔サイズの範囲は、前記第２のフィルタに追加の表面層を追加することによって、前記第１のフィルタの前記第１の細孔サイズの範囲より小さくされ、前記第３のフィルタの前記第３の細孔サイズの範囲は、前記第３のフィルタに追加の表面層を追加することによって、前記第２のフィルタの前記第２の細孔サイズの範囲より小さくされる、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  12. 前記第１のフィルタセグメントでの前記５つの第１のフィルタは、一体に結合されずに互いに物理的に接しており、前記第２フィルタセグメントでの前記５つの第２フィルタは、一体に結合されずに互いに物理的に接しており、前記第３のフィルタセグメントの前記５つの第３のフィルタは、一体に結合されずに互いに物理的に接している、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  13. 前記第１のフィルタセグメント、前記第２フィルタセグメント及び前記第３フィルタセグメントが、一体に結合されずに互いに物理的に接している、請求項１に記載の粒子ろ過システム。
  14. 粒子ろ過システムであって、
    複数の第１のフィルタを含む第１のフィルタセグメントと、
    複数の第２のフィルタを含む第２のフィルタセグメントと、
    複数の第３のフィルタを含む第３のフィルタセグメントと
    を含み、
    それぞれの前記第１のフィルタは、第１の外層の対の間に結合された第１の繊維層を含み、該第１の繊維層は、前記第１の外層の対の間で粒子を捕捉するように構成され、前記第１の表面層は、前記第１の繊維層よりも高い密度を有し、前記第１の表面層はそれぞれ、第１の細孔サイズの範囲を有し、それぞれの前記第１のフィルタは、５０～９５％の前記第１の繊維層及び５～５０％の前記第１の外層の組成を有し、
    それぞれの前記第２のフィルタは、第２の外層の対の間に結合された第２の繊維層を含み、該第２の繊維層は、前記第２の外層の対の間で粒子を捕捉するように構成され、前記第２の表面層は、前記第２の繊維層よりも高い密度を有し、前記第２の表面層はそれぞれ、第２の細孔サイズの範囲を有し、該第２の細孔サイズの範囲は、前記第１の細孔サイズの範囲より小さいが前記第１の細孔サイズの範囲と重複し、それぞれの前記第２のフィルタは、４０～８５％の前記第２の繊維層及び１５～６０％の前記第２の外層の組成を有し、
    それぞれの前記第３のフィルタは、第３の外層の対の間に結合された第３の繊維層を含み、該第３の繊維層は、前記第３の外層の対の間で粒子を捕捉するように構成され、前記第３の表面層は、前記第３の繊維層よりも高い密度を有し、前記第３の表面層はそれぞれ、第３の細孔サイズの範囲を有し、該第３の細孔サイズの範囲は、前記第２の細孔サイズの範囲より小さいが前記第２の細孔サイズの範囲と重複し、前記第３のフィルタは、０～７５％の前記第３の繊維層及び２５～１００％の前記第３の外層の組成を有する、
    粒子ろ過システム。
  15. 前記第１の外層の対、前記第２の外層の対及び前記第３の外層の対の厚さが、前記第１の細孔サイズの範囲、前記第２の細孔サイズの範囲及び前記第３の細孔サイズの範囲の細孔サイズを決定し、前記厚さが増加すると前記細孔サイズが小さくなる、請求項１４に記載の粒子ろ過システム。
  16. 粒子ろ過システムであって、
    複数の第１のフィルタを含む第１のフィルタセグメントと、
    複数の第２のフィルタを含む第２のフィルタセグメントと、
    複数の第３のフィルタを含む第３のフィルタセグメントと
    を含み、
    それぞれの前記第１のフィルタは、第１の細孔サイズの範囲を有する第１のフィルタ媒体の対の間に結合された繊維の粒子貯蔵媒体を含み、それぞれの前記第１のフィルタは、それぞれの隣接する前記第１のフィルタと物理的に接し、それぞれの前記複数の第１のフィルタの縁部だけが一体に固定され、
    それぞれの前記第２のフィルタは、第２の細孔サイズの範囲を有する第２のフィルタ媒体の対の間に結合された繊維の粒子貯蔵媒体を含み、それぞれの前記第２のフィルタは、それぞれの隣接する前記第２のフィルタと物理的に接し、それぞれの前記複数の第２のフィルタの縁部だけが一体に固定され、
    それぞれの前記第３のフィルタは、第３の細孔サイズの範囲を有する第３のフィルタ媒体の対の間に結合された繊維の粒子貯蔵媒体を含み、それぞれの前記第３のフィルタは、それぞれの隣接する前記第３のフィルタと物理的に接し、それぞれの前記複数の第３のフィルタの縁部だけが一体に固定され、
    前記第２の細孔サイズの範囲は、前記第１の細孔サイズの範囲より小さいが前記第１の細孔サイズの範囲と重複し、前記第３の細孔サイズの範囲は、前記第２の細孔サイズの範囲より小さいが前記第２の細孔サイズの範囲と重複する、
    粒子ろ過システム。
  17. 前記第１のフィルタ媒体、前記第２のフィルタ媒体及び前記第３のフィルタ媒体がメルトブロータイプのポリマー繊維の層を含み、該メルトブロータイプのポリマー繊維の層が追加されるほど、前記第１の細孔サイズの範囲、前記第２の細孔サイズの範囲及び前記第３の細孔サイズの範囲が低下される、請求項１６に記載の粒子ろ過システム。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20210147252A1 (en) * 2019-11-15 2021-05-20 Tech 23 Limited Water filtration system

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4828698A (en) * 1986-03-07 1989-05-09 Pall Corporation Filtering apparatus
US5017286A (en) * 1990-03-05 1991-05-21 Heiligman Randy B Faucet-mounted water filter with wall inlet and annular chamber
US5266196A (en) * 1991-07-19 1993-11-30 Mountain Safety Research, Inc. Water filter
US5259954A (en) 1991-12-16 1993-11-09 Sepratech, Inc. Portable intravenous solution preparation apparatus and method
US5824232A (en) 1996-04-15 1998-10-20 Filtration Technologies Corporation Corrugated filter sheet configured into a cylindrical filter media having near circular concentric channels
JPH10113507A (ja) 1996-10-08 1998-05-06 Japan Organo Co Ltd プリーツ型カートリッジフィルタ
CA2346792A1 (en) 1998-10-08 2000-04-13 Cuno Incorporated Fluid filtration unit
WO2003014025A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-20 Innova Pure Water Inc. Hollow fiber membrane filters in various containers
US6464870B1 (en) 2000-08-08 2002-10-15 Kuss Corporation Filter assembly having plastic mesh conductive surround
US7601262B1 (en) 2001-06-22 2009-10-13 Argonide Corporation Sub-micron filter
US20040149647A1 (en) * 2001-12-20 2004-08-05 Filtration Technology Corporation Filter element flow diverter barrier and method
US7081201B2 (en) 2002-04-19 2006-07-25 3M Innovative Properties Company Encapsulated filter cartridge
US6962660B2 (en) * 2002-09-25 2005-11-08 Master Spas, Inc. Fluid filter system with secondary flow path for augmented filtration
US20040206682A1 (en) * 2003-04-18 2004-10-21 Thomas Hamlin Filter assembly utilizing carbon block and pleated filter element
WO2006031838A1 (en) 2004-09-11 2006-03-23 Randall Krafft Compact water filter
US7390343B2 (en) 2005-09-12 2008-06-24 Argonide Corporation Drinking water filtration device
US7862720B2 (en) * 2006-08-09 2011-01-04 Aquamira Technologies, Inc. Portable filtration system
US8231794B2 (en) * 2007-07-05 2012-07-31 Spintek Filtration, Inc. Water filtration system
US7618480B2 (en) 2007-07-16 2009-11-17 Flair Corporation Filter assembly and method
US8287729B2 (en) * 2008-04-28 2012-10-16 California Polytechnic Corporation Field water purification system
WO2009152291A1 (en) 2008-06-11 2009-12-17 Argonide Corporation Chromatrography device with a stationary phase including a nano alumina medium
KR100884847B1 (ko) * 2008-09-29 2009-02-20 윤명순 정수기용 필터
US8701895B2 (en) 2010-05-11 2014-04-22 Selecto, Inc. Fluid purification media and systems and methods of using same
EP2609037B1 (en) * 2010-08-24 2014-06-04 Unilever N.V. Water purification device comprising a gravity-fed filter
ES2905079T3 (es) * 2012-04-09 2022-04-07 Lifesaver Ip Ltd Recipiente para agua y módulo de filtro de fibra hueca para el mismo
US9162167B2 (en) * 2012-04-26 2015-10-20 Aquamira Technologies, Inc. Simplified filter
KR20150021564A (ko) 2012-06-27 2015-03-02 아고나이드 코포레이션 알루미늄 처리된 규산질 흡수제 및 이를 삽입한 정수 장치

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