JP4642464B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、水処理装置に関し、特に家庭用の水処理カートリッジに関する。

このような製品は、広く知られており、家庭用の水道水の味及び臭いを改善するために使用されている。水処理カートリッジは、イオン交換媒体、活性炭、鉱物、及びそれらの混合物といった粒状の処理媒体を含んでいる。その処理媒体は、水処理カートリッジの上端及び下端に設けられた有孔板によってカートリッジ内に保持されている。

一般に、水処理カートリッジは、水道水が導入される流入漏斗内に位置し、水道水は水処理カートリッジを通過して下方の貯水容器へと濾過される。貯水容器は、そこから処理水が供給される単なる液体容器であってもよいし、又は、最近提案されているように、実際には湯沸し等のような水を加熱する容器であってもよい。そのような提案は、本件出願人によってなされている（例えば、特許文献１参照）。
ＷＯ０１／４７３９９ Ａ１

本発明は、上記いずれかの形態で使用可能な水処理カートリッジを提供することを目的とする。

多くの用途においては、貯水容器内の処理水を、供給する前に冷蔵庫に保管することがある。このため、貯水容器は、平面視した場合に長軸と短軸とを有し、取っ手と注水口が長軸上に配置される細長い形状を有する傾向にある。同時に、特に給湯装置においては、給水中又は貯水中のいずれかの場合に水処理カートリッジが処理水と接触する可能性を低くするために、及び、安定性を目的として設備をさらにコンパクトにするために、カートリッジの全高を低くするのが望ましい。

本発明は、第１の態様から、水処理カートリッジを提供する。前記水処理カートリッジは、水平断面に長軸と短軸とを有し、取付ラグが、前記水処理カートリッジの上端部に設けられていると共に、おおむね前記水処理カートリッジの前記長軸に揃えて配置されている。

かかる構成によれば、水処理カートリッジを、例えば、楕円形状にすることができ、これにより、水処理カートリッジを、細長い貯水容器に沿って拡張することができ、従来の水処理カートリッジよりも浅くすることもできる。また、長軸が延長されたことにより、一定の深さに対してカートリッジ本体内により多くの処理材を収容することもできる。

本発明はまた、水処理器具をも提供する。前記水処理器具は、未処理水を受ける受水室を備えており、前記受水室が、流出口を有すると共に、処理用に前記受水室から受水するために前記流出口に流体連通状に取り付けられた本発明の水処理カートリッジを有している。

前記水処理カートリッジの他のどの部分からも取付ラグが延設されていないのが好ましい。これにより、水処理カートリッジの短軸の寸法を最小限に抑えることができる。

前記水処理カートリッジに、前記取付ラグの内側に放射状に（radially）配置された密閉面、最も好ましくは、円形状の密閉面が設けられているのが好ましい。これにより、水処理カートリッジの短軸の外側に向かって延設される密閉手段が不要となる。

本発明はまた、水処理カートリッジの、又は水処理カートリッジ用の取付部品をも提供する。前記取付部品は、おおむね円形状の密閉面を有し、かつ、前記取付部品の長手方向に揃えてその対向端部に配置された取付ラグを有している。

また、本発明は、そのような取付部品を有する水処理カートリッジをも提供する。前記取付部品は、前記水処理カートリッジの一体成形部であっても別個の構成部品であってもよい。

カートリッジ本体又は少なくともその取付部品は、水平断面がおおむね楕円形であるのが好ましい。これにより、長細い液体容器等に使用される場合に、特に見た目に美しい構成を提供することができる。しかし、これは必須の要件ではなく、前記カートリッジ本体の断面は、円形、矩形、又はその他の形状であってもよい。

前記取付ラグが、平面状であり、前記水処理カートリッジの周縁に沿ったかなりの長さ、最も好ましくは、前記周縁の少なくとも１５°に相当する長さに亘って延設されているのが好ましい。

前記水処理カートリッジの包装に突き刺さることによって前記水処理カートリッジの無菌性を消失させ得る鋭い角を持たないように、前記取付ラグの形状が弓形であるのが好ましい。

前記水処理カートリッジが、前記取付ラグによって差込型取付部品（bayonet type fitting）に取り付けられるのが好ましい。よって、前記水処理カートリッジの取付位置は、前記取付ラグを支持する面を有しているのが好ましい。

前記取付ラグの外周の下縁に面取り部が形成されており、前記取付ラグが支持面（receiving surface）上まで回転するにつれて、前記面取り部が一密閉部材又は前記密閉部材によって前記水処理カートリッジを密閉状態に嵌装させる役割を果たすのが最も好ましい。前記面取り部のプロファイルが、前記取付ラグの全周縁で実質的に同じであるのが好ましい。

前記水処理カートリッジ、又は少なくともその前記取付ラグがプラスチック材料からなっていてもよい。これにより、前記取付ラグが前記水処理カートリッジの中心からかなりの間隔を置いて位置する（前記水処理カートリッジの長軸の両端に位置する）ことと相俟って、前記取付ラグがある程度屈曲して前記密閉部材への圧力が維持されることとなる。

前記水処理カートリッジが、蒸気に晒されることとなる湯沸器に使用できるように、前記プラスチック材料は耐熱性を有するのが好ましい。

また、前記プラスチック材料は、水処理カートリッジの殺菌に一般的に使用されるγ線による劣化に対する耐性を有するのが好ましい。

本件出願人は、γ線によって劣化しない三星ＨＪ７３０＋やバセルモプレン（Basell Moplen）ＨＰ３７１（ガンマスタビライズド（Gamma Stabilised））のような各種プラスチックを使用し、この問題を克服できることに気付いた。よって、本発明は、さらなる態様から、γ線によって劣化しない耐熱性プラスチック材料からなるカートリッジ本体を備えた水処理カートリッジを提供する。

使用に際してスクラッフ（scruff）ができ易くかつ柔らかくなり易い、あるいは、（特に透明な液体容器において）γ線又は紫外線によって劣化し易いプラスチック材料の代わりに、金属を用いて前記カートリッジ本体を形成してもよい。

このように、ある実施の形態においては、カートリッジ本体は、ステンレス鋼又は処理アルミニウムのような薄板材料からなっていてもよい。前記薄板材は適切な形状に延伸することができる。前記水処理カートリッジの他の部分、例えば、その上部は、通常通りプラスチック材料で形成されていてもよい。

よって、本発明は、さらなる態様から、少なくとも一部が薄板金属材料からなるカートリッジ本体を備えた家庭用の水処理カートリッジを提供する。

上述したように、前記水処理カートリッジとその取付台との間の密閉部材が前記水処理カートリッジの周縁の内側に設けられているのが好ましく、また、前記密閉部材が円形であるのが好ましい。これにより、取扱中に周縁の密閉面に生じる傷跡や引掻き傷によって漏水を引き起こすといった潜在的な問題が回避される。前記水処理カートリッジには、水処理器具に設けられた弾性密閉部材と協働し密閉する密閉面が設けられているのが好ましい。

前記水処理カートリッジの密閉面は、適宜、上側、外側、又は内側に面した表面に設けられていてもよい。しかし、前記密閉面は、少なくとも部分的に、前記水処理カートリッジの内側に面する壁に設けられているのが好ましい。前記壁は、使用中、前記器具の下垂壁の周囲に位置している。この構成は、例えば、前記下垂壁上に密閉部材を単に伸ばす（stretch）ことにより、場合によっては、その下垂壁上の溝に密閉部材を保持させることにより、密閉部材を前記下垂壁の外面上に配置できる点において有利である。

よって、本発明は、さらに広い態様から、その周縁の内側に配置された密閉面を備えた水処理カートリッジを提供する。前記密閉面は、少なくとも部分的に、内側に面し下方向に延設され周方向に連続的な壁の少なくとも一部によって形成されている。

また、本発明は、下垂壁と密閉部材とを備えた水処理器具を提供する。前記密閉部材は、水処理カートリッジに設けられた密閉面と当接するように前記下垂壁の外側に面する表面上に取り付けられている。

特に有益な構成は、前記密閉面が、前記水処理カートリッジの上部の、上側及び内側に面する表面間の角の周りに形成されたものである。これにより、半径方向及び軸方向の密閉力のいずれも前記密閉部材に働くようにすることができる。前記角は、案内を容易にするために、丸く形成されていてもよいし、面取りされていてもよい。

前記内側に面する壁は、上から下に内側に向かって傾斜しているのが好ましく、これにより、前記水処理カートリッジを前記水処理器具の定位置に案内するのを助けることができる。

本発明は、さらに広い態様から、内側に面する下垂壁を有する上面を備え水処理カートリッジを提供する。前記下垂壁は、前記水処理カートリッジを水処理器具の下垂壁上を案内するように、内側に向かって傾斜している。

前記内側に面する壁が、前記水処理カートリッジの上部に設けられた環状溝の半径方向外側の外壁を形成しているのが好ましい。前記内側に面する壁に水注入開口部が設けられているのが好ましい。

前記環状溝の外側に面する半径方向内側の内壁にも水注入開口部が設けられているのが好ましい。いくつかの実施の形態において、前記内壁は、前記外壁よりも小さい開口領域を有している。前記内壁の開口領域は、前記外壁の開口領域の８０％未満であるのが好ましく、前記外壁の開口領域の約６５％であるのがより好ましい。

これは、水処理カートリッジの広い領域に亘って水を注入し、局部的に乾燥領域が生じる可能性を低くできる点で有益である。

本発明は、さらなる態様から、環状溝が設けられた上面を有し、前記環状溝の少なくとも一方の壁、好ましくは、内壁及び外壁の双方に水注入開口部が設けられた水処理カートリッジを提供する。

前記水注入開口部は、前記外壁の下部及び前記内壁の上部に設けられているのが好ましい。この構成は、水処理カートリッジに水が満たされるにつれて、空気が上部の水注入開口部を通って水処理カートリッジから容易に排出されるようにすることができるため、有益である。

水注入開口部は、環状溝の上部まで達している必要はない。しかし、環状溝によって囲まれた領域の最上部に空気が閉じ込められないようにするため、前記環状溝によって囲まれた領域の上部にいくつかのさらなる通気用の開口部が設けられているのが望ましい。これらの通気用の開口部は、環状溝によって囲まれた領域の上部の角の辺りに形成されたスロットによって設けられているのが好ましい。この構成は、十分に通気すると同時に、前記スロットを強化する必要がなくなる点において有益である。

１つ以上のリブが前記環状溝を横切って延設されていてもよい。これらのリブは、水処理カートリッジの上部に剛性を付与することができるが、環状溝の半径方向外側の領域から通気用の開口部に向かって空気を送る機能を果たすこともできる。一対のリブが設けられているのが好ましく、取付ラグと揃えて配置されているのが最も好ましい。

上記水注入開口部は、水処理カートリッジ内に水処理用粒子状物質を保持するために十分に小さい寸法のものであるのがよい。それらの水注入開口部は、一般に幅が約０．２５ｍｍ未満の軸方向に延設されたスロットからなるのが好ましい。そのスロットの実寸法は、使用される処理媒体粒子の大きさによって選択すればよい。

好ましい実施の形態において、前記水処理カートリッジは、上端部が前記水注入開口部、密閉面等を含むキャップによって閉ざされたカートリッジ本体を備えている。前記キャップは、定位置に溶接（例えば、超音波溶接）されているのが好ましい。液体処理媒体を水処理カートリッジ内に保持するために、前記カートリッジ本体の底部に有孔板（grille）がさらに設けられている。この有孔板は、前記水処理カートリッジの底壁を形成していてもよく、より好ましくは、上記した本件出願人による国際公開公報（ＷＯ０１／４７３９９ Ａ１）に記載されているように、前記カートリッジ本体の底面の狭い開口部から離れた位置で処理用粒子状物質を保持するのがよい。

その下部に設けられた有孔板は、適切な保持手段、例えば、その内面に形成された保持縁（retaining lip）が設けられた前記カートリッジ本体に嵌装されているのが好ましい。

そのような構成において認められる問題は、空気が有孔板の中又は有孔板の周辺に閉じ込められ得ることである。この場合、有孔板を閉塞する可能性があり、よって、閉じ込められた空気が一旦自由になると、処理物質の前記カートリッジ本体の中心部に位置する領域を通って上昇することになり、場合によっては、水がそのような領域に浸透することができず、処理物質が乾燥したままとなることから不利である。従って、前記有孔板に、上方に向かって皿状に形成され、空気が前記有孔板の表面に優先して集まる外周部が設けられているのが好ましい。前記有孔板が前記カートリッジ本体内に配置された場合に、前記カートリッジ本体と前記有孔板の皿状に形成された部分との間を通って空気が逃れることができるように、当該部分は前記カートリッジ本体から間隔をあけて配置されている。

これは、本質的に新規性及び進歩性を有する構成である。よって、本発明は、さらに別の態様から、カートリッジ本体と、前記カートリッジ本体の下部に配置された有孔板とを備え、前記有孔板が皿状に形成された外周部を有し、前記有孔板が前記カートリッジ本体内に配置された場合に、前記カートリッジ本体と前記有孔板の皿状に形成された前記外周部との間を通って空気が逃れることができるように、前記外周部が前記カートリッジ本体から間隔をあけて配置された水処理カートリッジを提供する。

前記カートリッジ本体は、少なくとも前記有孔板が配置される領域で湾曲しており、これにより前記有孔板の皿状に形成された前記外周部と前記カートリッジ本体の壁との間に間隙が形成されているのが好ましい。

カートリッジ本体を湾曲させることには、他の利点もある。上述したように、水処理カートリッジは、液体容器内の処理水と接触しないようにするのが望ましい。比較的嵩高な従来の水処理カートリッジを用いた場合には、容器内の水位から上のかなり離れた位置に水処理カートリッジを配置しなければならず、ひいては比較的嵩高な容器になってしまい、特に加熱器具において不利になる。しかし、カートリッジ本体を、水処理カートリッジの上部から底部にかけて湾曲状に先細に形成することにより、容器から水を注ぐ際に水処理カートリッジが濡れる可能性を低くできることが分かった。

よって、本発明は、さらなる態様から、前記水処理カートリッジの上部から底部にかけて湾曲状に先細に形成されたカートリッジ本体を有する水処理カートリッジを提供する。

上記構成もまた、湾曲させることによってカートリッジ本体にかなりの剛性を与え、ひいては従来技術に比べて最小限の壁厚にできるといった利点を有する。これは、材料費節約の点で有益である。

上述のような長軸と短軸とを有する水処理カートリッジに関しては、前記水処理カートリッジの前記長軸に合わせて先細となるように形成されているのが好ましい。

前記湾曲形状が、実質的に前記水処理カートリッジの中心線にまで及んでいるのが好ましい。さらには、前記水処理カートリッジの「前面」壁及び「背面」壁の双方が、そのように先細に形成され、前記水処理カートリッジが、どちらにも回転できる形態で容器に挿着されるのが好ましい。

液体加熱器具に使用される水処理カートリッジに関しては、加熱容器の加熱力に依って、水処理カートリッジから加熱容器への液体流量を変化させるのが望ましい場合もある。例えば、１．２ｋＷといった低いワット数の構成部品（element）においては、水が沸騰するのに比較的長い時間がかかるため、水は比較的ゆっくりと水処理カートリッジ内を通過してもよい。この用途を目的として、比較的小さい出口オリフィスを有する水処理カートリッジを提供してもよい。しかし、高いワット数の構成部品を用いた場合、水はより早く沸騰することから、比較的小さい出口オリフィスでは、水は沸騰した後も水処理カートリッジを通過する場合がある。これは望ましくないため、そのような器具には大きな出口オリフィスが必要とされる。よって、器具によって異なった水処理カートリッジを使用するとよい。従って、前記水処理カートリッジが不適切な器具に使用されることを防止する手段が、前記水処理カートリッジに設けられているのが好ましい。

よって、本発明は、さらに別の態様から、水処理カートリッジを備えており、不適切な水処理カートリッジが取り付けられることを防止する手段が、前記水処理カートリッジ及び前記水処理カートリッジ用の取付け位置に設けられた液体加熱器具を提供する。

これらの手段は、例えば、前記水処理カートリッジの一部に設けられた１つ以上のキーと、前記取付け位置に設けられた相補的なキーとを含んでいてもよい。これらのキーは、適切であればどのような形状であってもよい。例えば、一実施の形態においては、これらキーは、前記水処理カートリッジの外周面上、前記水処理カートリッジの取付ラグ、又は前記水処理カートリッジの内壁上に設けることができる。

本発明は、水処理カートリッジが未処理水用の水受容器の底部に取り付けられた水処理液体容器用の水処理カートリッジに適用できることが分かるであろう。また、本発明は、水処理カートリッジが液体加熱器具自体に又は未処理水を受ける水受容器に設けることのできる適切な取付台に取り付けられた液体加熱器具において使用される水処理カートリッジにも適用できる。後者の場合、前記水処理カートリッジは、適切な密閉手段が設けられた加熱容器の壁、例えば、前記加熱容器の蓋に嵌装されるのが好ましい。

その取付台にはまた、前記水処理カートリッジに水を供給するためにホッパを前記取付手段上に配置することができるように密閉手段も設けられている。前記取付台が、内方に延設された弾性縁を備え、前記弾性縁が、前記ホッパと前記取付台との間から水が漏れることを防止するために、前記ホッパーに設けられた下垂壁と接して密閉するのが好ましい。

これは、本質的に新規な構成である。よって、本発明は、さらなる態様から、水処理カートリッジ用の取付台を提供する。前記取付台は、前記水処理カートリッジを取り付けるための手段を有し、かつ、その上部に装着可能な水受ホッパを密閉する密閉部材をも有している。

前記ホッパに、前記ホッパが前記取付台と密閉嵌合状態になると作動するバルブが設けられているのが好ましい。好ましい一実施の形態においては、前記水処理カートリッジの上部が、前記バルブに作用し作動させる。

本発明は、さらなる態様から、未処理水を入れるためのホッパを装着する水受容器に取り付けられた水処理カートリッジを有し、前記ホッパが、前記水受容器上に配置されると前記水処理カートリッジの上面によって開かれるバルブ手段を有する水処理装置を提供する。

前記水処理カートリッジは、前記水処理カートリッジの使用度を示すのに使用でき、かつ、一般に前記水処理カートリッジが使用される度に増分を示すカウンタに連結されていてもよい。水処理カートリッジが取り外されるか又は取り替えられた場合にこのカウンタをリセットする自動装置を備えているのが望ましい。

前記水処理カートリッジは、前記水処理カートリッジが回転し、定位置にくるか又は定位置から外れると、前記カウンタをリセットするアクチュエータと連結する手段が設けられているのが好ましい。

よって、本発明は、さらに広い態様から、前記水処理カートリッジが回転し、定位置にくるか又は定位置から外れると、前記水処理カートリッジの使用量カウンタをリセットするアクチュエータと連結する手段を備えた水処理カートリッジを提供する。本発明はまた、水処理カートリッジの使用量を示すカウンタと、前記水処理カートリッジが取り外されるか又は取り替えられると自動的に前記カウンタをリセットするアクチュエータとを備えた水処理器具をも提供する。

供給水が粒状物質を含有することが予測される場合には、水処理カートリッジに、さらに粒子フィルタをも設けることができる。この粒子フィルタは、前記水処理カートリッジ内に適切に配置された１つ以上の多孔性シート又は部材の形態であってもよい。

次に、本発明のいくつかの好ましい実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

図１〜図９を参照すれば、水処理カートリッジ２は、多量の水処理用粒子状物質（図示せず）を収容する本体４を備えている。水処理用粒子状物質としては、イオン交換粒子、活性炭粒子、鉱物、その他の処理材、あるいはそれらの混合物を挙げることができる。

図９に示すように、水処理カートリッジ２は、３つの構成部分、すなわち、カートリッジ本体６と、キャップ８と、有孔板１０とを備えている。そして、キャップ８と有孔板１０とにより、水処理用粒子状物質がカートリッジ本体６内に保持されている。

カートリッジ本体６は、断面がおおむね楕円形であり、その上端部１２から下端部１４にかけて弓状の先細に形成されている。オリフィス（開口部）１６は、カートリッジ本体６の下端部１４に設けられている。上記した本件出願人による国際公開公報（ＷＯ０１／４７３９９ Ａ１）に記載されているように、このオリフィス１６は、水処理カートリッジ２内での滞留時間が所望のものとなるように、水処理カートリッジ２を通過する流水量を制限する。

また、カートリッジ本体６には、ユーザ用の把持部として機能する４つの凹部１８が設けられている。

カートリッジ本体６の上端部１２には、水処理カートリッジ２を適切な器具又は水受容器に取り付ける役目を果たす２つの取付ラグ２０が設けられている。図２から分かるように、これらの取付ラグ２０は、おおむね弓形の形状となっており、また、図３及び図８から分かるように、面取りされた外周縁２２を有している。取付ラグ２０は、カートリッジ本体６の長軸に揃えて配置されている。さらに後で詳述するように、面取りされた外周縁２２は、取付時に水処理カートリッジ２が定位置に位置するようにする。

図６、図７及び図９から分かるように、有孔板１０は、約０．２５ｍｍ幅の複数の細長い溝穴（スロット）２６を有するおおむね平面状の基部２４を備えている。スロット２６の変形を防止するために、支持肋材（リブ）が当該スロット２６を横切って延設されており、これにより処理用粒子状物質がスロット２６を通って流出するのを防止するようにされている。図示されている有孔板１０は、スロット２６を有しているが、スロットの代わりに他の形状の穴が設けられていてもよい。

有孔板１０の外周領域２８は、平面状の基部２４から或る角度をもって上方に延設して形成されている。有孔板１０がカートリッジ本体６に組み込まれると、外周領域２８の上端縁３０が、カートリッジ本体６の内面に沿って延設されたリブ３２の裏側に嵌合する。そして、有孔板１０の平面状の基部２４は、カートリッジ本体６の内部に起立して設けられたリブ３６の内側に位置することとなる。

水処理カートリッジ２のキャップ８は、カートリッジ本体６の上端部１２の内側に嵌入する下垂フランジ４０を有している。キャップ８は、おおむね参照符号４２として示されている領域で、カートリッジ本体６の上端部１２に溶接（例えば、超音波溶接）されている。

キャップ８の上面４４は、如何なる開口部も存在しない外周領域４６を有している。中央領域４８は、環状溝５０によって外周領域４６から間隔を置いて配置されている。環状溝５０は、半径方向外側の外壁５２と、半径方向内側の内壁５４と、底面５６とを有している。

図６及び図７において最も明確に分かるように、環状溝５０の外壁５２の下部５８には、その全周に亘って複数の縦方向に延設されたスロット６０が設けられている。これらのスロット６０の幅は、約０．２５ｍｍである。しかし、外壁５２の上部領域６２は連続的な領域であり、そのようなスロットを有していない。

また、内壁５４の下部領域６４のように、環状溝５０の底面５６もスロットの無い連続的な領域である。しかし、内壁５４の上部領域６６には、外壁５２のスロット６０と同じ寸法の、縦方向に延設されたスロット６８が設けられている。スロット６８は、中央領域４８の上面までは延設されておらず、中央領域４８の上面から間隔を置いた位置で止まっている。さらに４つの通気用のスロット７０が、中央領域４８の上面に設けられている。

図１０〜図１２を参照すれば、本発明の水処理カートリッジ２は、水受容器８０の底に取り付けられるようになっている。図１０に示すように、この水受容器８０は、外壁８２と、底面８４と、下垂フランジ８６とを備えている。底面８４の中央に開口部８８が形成されており、開口部８８の周囲に下垂円形縁部９０が形成されている。下垂円形縁部９０の上部外面の周囲には、円形密閉部材９３が取り付けられている。下垂フランジ８６は、おおむね楕円形であり、対向する端部に外側に向かって延設されたフランジ９２が形成されている。

図１０〜図１２から分かるように、フランジ９２は、水処理カートリッジ２の取付ラグ２０を支持する。詳細に説明すると、下垂フランジ８６は、取付ラグ２０を支持することのできるフランジ９２に隣接する２つの扇形領域（scalloped region）９６を有している。そして、取付ラグ２０をフランジ９２上に位置付け、かつ、水処理カートリッジ２を確実に定位置に配置するために、取付ラグ２０を回転させることができる。図１０に示すように、取付ラグ２０が下垂フランジ８６の端面９８に当接するまで、水処理カートリッジ２を回転させることができる。

水処理カートリッジ２を定位置まで回転させれば、当該水処理カートリッジ２が定位置で密閉される。詳細に説明すると、水処理カートリッジ２の上面の外周領域４６と外壁５２との間の角（コーナー）１００を、円形密閉部材９３に密閉状態で当接させる。取付ラグ２０の面取りされた外周縁２２が、フランジ９２の縁部１０２上を回転するにつれて、水処理カートリッジ２を上方へ押圧する。フランジ９２の縁部１０２の特殊な形状によって、取付ラグ２０は異なった圧縮特性を示す。図８から分かるように、取付ラグ２０の面取りされた外周縁２２の見掛け上の角度は、取付ラグ２０に沿った横方向及び軸方向における様々な位置で異なる。そのため、取付ラグ２０がどこでフランジ９２の縁部１０２と最初に当接するかによって、急な斜面又はより緩やかな斜面の効果が生じる。このことは、使用される特定の密閉部材に適切な圧縮特性を付与するのに利用することができる。

水処理カートリッジ２はプラスチックからなるので、取付ラグ２０が密閉位置からずれると、取付ラグ２０によって或る程度の弾性が生じ、円形密閉部材９３に対する密閉圧力が維持される。

水処理カートリッジ２が水受容器８０の下垂円形縁部９０上の定位置に導かれるように、環状溝５０の外壁５２は傾斜していることが分かるであろう。

図１４を参照すれば、この実施の形態において、水処理カートリッジ２は、取付台１５０に取り付けられている。その取付台１５０は、例えば、湯沸しや熱水容器（hot water jug）のような水加熱容器の上部領域に設けられた取付部材であってもよい。この実施の形態における取付台１５０には、水処理カートリッジ２が取り付けられるだけでなく、水受容器１５２も取り付けられる。水受容器１５２は、水を含み、また、当該水受容器１５２が取付台１５０上に配置されるまで閉じたままの状態のバルブ１５４を有している。

特に、取付台１５０の下面は、上述した実施の形態における水受容器の下面と実質的に同様である。よって、さらなる詳細な説明は省略する。しかし、取付台１５０は、水受容器１５２の下垂壁１５８が嵌入する中心円形開口部１５６を備えている。取付台１５０の中心円形開口部１５６は、断面が逆Ｕ字形状の壁１６０によって囲まれており、当該壁１６０の溝の中には、放射状に内側方向に延設されたひれ状密閉部材（フィンシール）１６２が取り付けられている。水受容器１５２が取付台１５０の上に配置されると、当該水受容器１５２は壁１６０の湾曲縁部１６４によって定位置に導かれ、下垂壁１５８とひれ状密閉部材１６２との間が密閉される。

バルブ１５４は、ひれ状密閉部材１６２と下垂壁１５８との間が密閉されるまで開かないように配置されている。ひれ状密閉部材１６２と下垂壁１５８との間が一旦密閉されると、バルブ１５４の下端部１６６が水処理カートリッジ２の中央領域４８の上面と接触し、バルブ１５４が上方に付勢されることにより、水を水受容器１５２から水処理カートリッジ２に流入させることができる。

水が水受容器１５２又は水受容器８０のいずれかから水処理カートリッジ２へ放出される場合には、円形密閉部材９３によって水処理カートリッジ２の上面の周囲からの水漏れが防止される。そして、水は、水処理カートリッジ２の上面上を流れ、環状溝５０へと流れ込む。圧力水頭（water pressure head）は、環状溝５０の下部領域においてより大きくなるため、また、この領域には、より大きな開口領域があるため、水処理カートリッジ２への主な流れは、環状溝５０の外壁５２の下部を通って生じる。水は、環状溝５０の内壁５４のスロット６８を通っても水処理カートリッジ２に入る。しかし、この領域における低い圧力水頭、及び小さいスロット面積のために、この領域の流量はそれほど多くない。これにより、水処理カートリッジ２が満たされるにつれて、水処理カートリッジ２内に閉じ込められていた空気を、水処理カートリッジ２からより一層容易に逃がすことが可能となる。一旦水処理カートリッジ２が実質的に満たされると、閉じ込められていた残留空気は全て通気用のスロット７０を通って逃げることができる。

水は、カートリッジ本体６内に収容された処理用粒子状物質を通って流れ、有孔板１０を通って流出する。実際には、水処理カートリッジ２の底部のオリフィス（狭い開口部）１６により、水処理カートリッジ２内には背圧が生じる。このため、下方の有孔板１０の領域の周辺に空気が閉じ込められることとなり、水処理カートリッジ２を通過する水の流れにとって障害となる場合がある。しかし、有孔板１０の外周領域２８とカートリッジ本体６との間に間隙３４が形成されているので、この領域内に集まる空気は、間隙３４を通って上方へ逃れ、起こり得る閉塞を防止することができる。

図１５を参照すれば、当該図面は、水受容器が円形である必要はないことを示しており、事実、冷蔵庫での保管を目的とした水を入れる液体容器のような一定の製品では、円形であることは望ましくない。よって、図１５は、水受容器２００が長軸と短軸とを有する構成を示している。

図１６は、コードレスの液体加熱器具３００に取り付けられた水処理カートリッジ２を示している。この実施の形態において、水処理カートリッジ２の取付台は、未処理水用のホッパ３０６が載置される液体加熱容器３０４の蓋３０２に形成されている。水処理カートリッジ２、取付台、及びホッパ３０６の相互嵌合の詳細は、図１４に示されているものと同様である。

図１７〜図２０を参照すれば、１つの形態の水処理カートリッジ２のみが１つの形態の水受容器と共に使用できるようにすることが望ましい場合には、適切なキーイング手段を水処理カートリッジ２に設けるようにしてもよい。このことは、例えば、過度に緩慢な流量特性を有する水処理カートリッジ２が高電力の加熱容器に使用されないようにするために有用である。

図１７は、水処理カートリッジ２の周縁部の位置ａ、ｂ、ｃ、ｄにキー２５０が配置される第１の構成を示している。適切な位置にキー２５０を有する水処理カートリッジ２のみが取り付られるようにするために、キー２５０に対応する開口部が、水受容器の底面の下垂フランジに設けられる。

図１８においては、取付ラグの形状が水処理カートリッジによって異なる、別のキーイング方式が示されている。この場合、取付ラグは、多くの異なった形態３００、３０２、３０４、３０６、及び３０８をとることができる。これらのそれぞれに対して、取付台又は水受容器の壁に、対応する形状に形成された開口部が設けられる。この特定の例においては、参照符号３０８で示される取付ラグの形態（キー）のみが、取付台又は水受容器の壁に設けられた全ての開口部に適合し、マスターキーと見なされる。

図１９は、さらに別のキーイング方式を示しており、図示されているように、取付ラグ４００には、切欠き４０２、４０４、４０６又は４０８が設けられ、水受容器の対応部分には、当該切欠きに係合する相応のピン（peg）が設けられる。

図２０は、ラグ５００が水処理カートリッジ２の環状溝５０の外壁５２に設けられ、水受容器の対応する下垂円形縁部９０にこれらのラグ５００を係合させる切欠き５０２が設けられた構成を示している。

図２１は、本発明のさらに別の水処理カートリッジを示している。この実施の形態において、水処理カートリッジ６００は、断面がおおむね円形であり、拡張された取付ラグ６０２と円形状の密閉面６０４とを有している。取付ラグ６０２及び密閉面６０４の形状は、その水処理カートリッジ６００が上述した楕円形状の水処理カートリッジ２用の取付台に適合するような形状である。

カートリッジ本体は、他の形状にすることも可能である。例えば、図１に示す水処理カートリッジ２の楕円形状の取付部に、矩形断面体（rectangular section body）を適切に一体化させることもできる。

図２２は、本発明のさらに別の水処理カートリッジを示している。この実施の形態において、水処理カートリッジ７００は、図１に示されたものと本質的に同様である。しかし、この実施の形態においては、一対のリブ７０２が、水処理カートリッジ７００の上部に、環状溝７０４を横切って延設されている。リブ７０２は、環状溝７０４の底面から上方に延設されており、閉じ込められた空気を、環状溝７０４の底面下の領域及び環状溝７０４の半径方向外側の領域から通気用のスロット７０８に向かって移動させることができるように、中空になっている。この実施の形態においても、環状溝７０４の内壁にスロット７１０が環状溝７０４の底面まで延設されている。

この実施の形態によれば、水処理カートリッジ７００が嵌合する水受容器８０の底面８４の下垂円形縁部９０の高さを低くするか、あるいは、少なくともリブ７０２の領域において当該下垂円形縁部９０を完全に除去することにより、水処理カートリッジ７００が定位置に取り付けられるようにすることができる。

上述した様々な実施の形態において、カートリッジ本体６、好ましくは水処理カートリッジ２の全体は、使用中にプラスチック材料が変色しないように、耐熱性、及び三星ＨＪ７３０＋やバセルモプレン（Basell Moplen）ＨＰ３７１（ガンマスタビライズド（Gamma Stabilised））のようなγ線に対する耐性の双方を有するプラスチックで形成されている。しかし、従来どおり、少なくともカートリッジ本体６は金属等で形成し、キャップをプラスチックで形成することもできる。

図１は本発明に係る水処理カートリッジを示す斜視図である。 図２は図１の水処理カートリッジを示す平面図である。 図３は図１の水処理カートリッジを示す正面図である。 図４は図１の水処理カートリッジを示す側面図である。 図５は図１の水処理カートリッジを示す底面図である。 図６は図２の線ＶＩ−ＶＩに沿った垂直断面図である。 図７は図２の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面図である。 図８は図１の水処理カートリッジの取付ラグの様々な線に沿った断面を示している。 図９は図１の水処理カートリッジの分解図である。 図１０は水受容器に取り付けられた図１の水処理カートリッジを示している。 図１１は下から見た図１０の配置を示している。 図１２は図１０の線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿った垂直断面図である。 図１３は図１０の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿った断面図である。 図１４は第２の水受容器に取り付けられた図１の水処理カートリッジを示している。 図１５はさらに別の水受容器に取り付けられた図１の水処理カートリッジを示している。 図１６は本発明に係る水処理カートリッジを組み込んだ液体加熱器具を示している。 図１７は水処理カートリッジのキーイング構造を示している。 図１８は水処理カートリッジの別のキーイング構造を示している。 図１９は水処理カートリッジのさらに別のキーイング構造を示している。 図２０は水処理カートリッジのさらに別のキーイング構造を示している。 図２１は本発明に係る水処理カートリッジの他の実施の形態を示している。 図２２は本発明のさらなる実施の形態を示している。

Claims (11)

1. 水処理カートリッジであって、
   前記水処理カートリッジは、カートリッジ本体と、水が前記カートリッジ本体に入る際に通過する前記カートリッジ本体の上端部のキャップと、水が前記カートリッジ本体から出る際に通過する前記カートリッジ本体の底部の１つ以上の開口とを備え、
   前記水処理カートリッジは、水平断面に長軸と短軸とを有し、
   ２つの取付ラグが、前記水処理カートリッジの上端部に設けられていると共に、前記水処理カートリッジの前記長軸に揃えて配置され、
   前記キャップの上面には環状溝が設けられ、
   円形状の密閉面が前記取付ラグの内側に放射状に配置され、前記密閉面は、前記環状溝の半径方向外側の外壁を形成する、内側に面し下方向に延設された壁の少なくとも一部によって形成されていることを特徴とする水処理カートリッジ。
2. 前記水処理カートリッジの他のどの部分からも取付ラグが延設されていない請求項１に記載の水処理カートリッジ。
3. 前記カートリッジ本体は、水平断面が楕円形である請求項１又は２に記載の水処理カートリッジ。
4. 前記取付ラグが、平面状であり、前記水処理カートリッジの周縁に沿った少なくとも１５°に相当する長さに亘って延設された請求項１〜３のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
5. 前記取付ラグの形状が弓形である請求項１〜４のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
6. 前記水処理カートリッジが、前記取付ラグによって差込型取付部品に取り付けられた請求項１〜５のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
7. 前記取付ラグの外周の下縁に面取り部が形成されており、前記取付ラグが支持面上まで回転するにつれて、前記面取り部が一密閉部材又は前記密閉部材によって前記水処理カートリッジを密閉状態に嵌装させる役割を果たす請求項１〜６のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
8. 前記面取り部のプロファイルが、前記取付ラグの全周縁で実質的に同じである請求項７に記載の水処理カートリッジ。
9. 前記水処理カートリッジ、又は少なくともその前記取付ラグがプラスチック材料からなる請求項１〜８のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
10. 前記プラスチック材料が耐熱性プラスチック材料である請求項９に記載の水処理カートリッジ。
11. 前記プラスチック材料が、γ線による劣化に対する耐性を有する請求項９又は１０に記載の水処理カートリッジ。

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