JP5030125B2 - 交換可能なカートリッジを備えた濾過カラフのためのフィルタカートリッジの消耗の状態を測定する方法および上述の方法に応じて作動するカラフ - Google Patents

Description

本発明の目的は、交換可能なカートリッジを備えた濾過カラフのためのフィルタカートリッジの消耗の状態を測定する方法および上述の方法に応じて作動するカラフ(carafe；ポット)である。

フィルタカートリッジの消耗の状態を測定するシステムを含む濾過カラフは、例えば、同一出願人の米国特許第５，９００，１３８号によりよく知られている。

濾過カラフにおいて、それが消耗されるとカートリッジを取り換える必要性をユーザに対して指摘する問題は、きわめて普通である。一般に、カートリッジの消耗は、初期段階の稼働から行われるフィルタサイクルの数および／または前記稼働からの期間の２つのパラメータを使用することによって監視される。カートリッジ内に含有されるフィルタ材料は、使用と期間とにより水を浄化する能力を次第に緩めるということは明らかである。

これら２つの要因が、フィルタカートリッジの効率の状態を評価するために効率のよいパラメータを表わしても、これらの要因だけに基づく表示は、十分でないことが判明することがある。実際に、カートリッジの寿命の計算のための第３の重要な要因として、濾過される水の品質およびそれが含有する汚染物質の濃度がある。

カートリッジのフィルタ力は、処理される水の量に応じて変わるだけでなく、その品質に応じて変わる。

現在まで入手可能な濾過カラフは、カートリッジの初期段階の稼働から行われるフィルタサイクルのカウントシステムを含み、例えば、濾過される第１の水収集ボウルへのアクセスの数のカウントに応じて認識される。場合によっては、さらに、立証されている２つのイベント（最初の稼働からの期間の消耗−濾過された水のカウント）の第１に応じてカートリッジの消耗を計算するために、カートリッジの寿命のタイムリミットと比べて、カートリッジの初期段階の稼働からの期間をカウントする補助カウントシステムがある。

処理される水の品質に応じてカートリッジの消耗を計算することが可能なカラフは、現在のところ知られていない。

本発明の主な目的は、消耗の状態が、精密で、信頼性のある方法で設定される交換可能なカートリッジでカラフを濾過するフィルタカートリッジの消耗の状態を測定する方法を提供することである。

本発明の別の目的は、上述の方法に応じて作動し、同時に、簡単で機能的な方法で組み込まれる交換可能なカートリッジを有する濾過カラフを提供することである。

本発明の別の目的は、１つの単一の装置において、カートリッジの消耗の状態を精密に測定するのに好ましいインジケータのすべてを組み込むカラフを提供することである。

これらの目的および下文にさらに詳細に説明されるそれ以上のことは、以下の特許請求の範囲に応じて作られるカラフから達成される。

本発明の特徴および利点は、添付される図面において、単に表示の例示としてであって、限定される例示としてではなく提供される、稼働のいくつかの説明に役立つ例示の詳細な説明において記述されている。

図面において、図１は、全体として、ハンドル３と、向かい合う注ぎ口４とを有する容器２を含む濾過カラフを示している。この容器２は、濾過される水を収集することになっている第１のボウル６が規定されている取り外し可能なフィードボックス５を保持し、このボックスの底は、交換可能な種類のフィルタカートリッジ８を保持することになっているオープン排出導管７を有する。容器２は、さらに、濾過された水の収集のための第２のボウル１０を保持している。

前記容器２は、第１のボウル６を充填するための開口頂部１２（図３および図４）に取り付けられることができる取り外し可能なカバー１１によって閉鎖される。

水処理プロセスは、水がカートリッジ８内に位置された濾床を通る導管７を流通し、第２のボウル１０へ通過するように、カバー１１の取り外し前に、すなわち、ドア１２の開口前に、濾過される水を第１のボウル６へ導入することによって行われる。

カートリッジが、消耗されていると考えられ、それゆえ、新しいカートリッジと取り換えられるべきこの時間の後、カートリッジ８の寿命を設定するために、第１のボウルは、カートリッジの消耗の状態の計算手段に機能的に接続された、濾過される水のインピーダンス測定装置を含んでいる。このインピーダンス測定装置は、概して、符号１５で示され、計算手段は、概して、符号１６で示されている。

前記インピーダンス測定装置１５は、第１のボウル６内に取り付けられた少なくとも２つの電極１７、１８を有し、これら電極の間で、電気回路が、濾過される水の存在下で閉じられることが可能である。測定は、小さなアキュムレータ１９によって発生される直流で行われ、それゆえに、測定されるインピーダンスは、濾過される水の電気抵抗と等しいことが好ましい。濾過される水の伝導率を測定するだけでなく、その値は、イオンの濃度に相互に関連され、上述のことは、フィルタカートリッジ８の寿命に影響を及ぼすので、電極１７、１８はさらに、カウント手段として使用され、第１の収集ボウル６が充填される回数、従って、既に濾過された水の量を認識する。このように行うために、測定は、カラフ１の簡単な振動により、２つの電極の一時的な浸水、この結果の電極間の電気回路の閉じによるカウント信号の発生を導くことを防止するように行われることが好ましい。

第１の特徴（図１）は、第２の電極１８がカバー１１に近接して配置されながら、第１のボウル６の底に近接して第１の電極１７を位置決めすることにある。更に、２つの測定電極１７、１８に加えて、２つの認可(condent)電極２１がさらに設けられ、これら電極２１の機能は、測定電極と同時期に、濾過される水の浸水の状態を認識し、それゆえ、電極１７、１８の浸水が、カラフの動きによって偶然に引き起こされないことを確認することである。

別の実施の形態では（図３および図４）、２つの電極１７、１８は、カバーに装着され、開口ポイント３３においてボウル６の中に水が流れる充填導管３２に延入されている。これら電極１７、１８は、少なくとも部分的に、チャンバ３４内に収容されていることが好ましい。このチャンバ３４の底は、予め決められた最小時間期間と比べて、チャンバ３４の空の状態の時間を計るために、ディメンションにおいて適切に形成された通路３５を有している。これにより、カラフの動きによる電極の簡単な一時的な偶然の浸水が偽りの計算を発生することがあるのを回避する。この結果は、発生された信号がカウント手段１６に有効に受け入れられるように設定されたタイムリミットを超える電極の浸水の最小時間期間を定めることによって達成される。単なる例示として、通路３５のディメンションは、チャンバ３４内の水が、３０秒間である時間Ｘ１の間流入し、充填チャンバ３２全体および収集ボウル（第１のボウル）６は、１０秒間である最小時間Ｘ２の間充填されるようなものであると考慮し、水と電極１７、１８との間の接触のための最小時間は、Ｘ１＋Ｘ２＝４０秒に規定される。このために、限度は、４０秒を超える、あるいは、４０秒に等しい回路の閉鎖信号のみが考慮されるように計算の手段のために限定されることができる。４０秒足らずの間続く信号は、無視される。

前記電極１７、１８、２１は、アキュムレータ１９によりパワーが与えられる回路２０から導出すると共に、前記第１のボウル６の充填サイクルをカウントするカウント手段２２に接続され、さらに、行われるフィルタサイクルの重要な情報および／またはカートリッジ８の残留寿命を強調表示することができるディスプレイ２３に接続されている。

前記回路２０は、カートリッジの初期段階の使用から経過した期間を測定し、その消耗までに残されている期間を計算するタイマー２４と、フィルタカートリッジの消耗をユーザーに知らせるために、ビジュアルＬＥＤ警報装置および／またはブザー、あるいは、他の種類の音声信号などの信号手段２５とを含んでいる。

前記手段（電極）１７、１８、２１は、第１のボウル６を新しく充填する度に回路２０の閉鎖を認識し、同時に、電極１７、１８、２１の偶然の浸水による回路２０の閉鎖の偽りの表示が回避される。

上記に示される手段の別の方法において、あるいは、上記に示される手段に加えて、回路２０は、前述の閉鎖の期間が予め決められる制限値よりも低い期間に及ぶ場合、カウントを除くために、回路２０の各閉鎖時に始動されるタイマー２６を含んでいる。

それゆえ、このタイマー２６は、それが予め決められたタイムリミットを超えて及ぶ場合のみ、認識を許容する信号除外器装置の機能を果たす。第１のボウル６の効果的な充填がないことによる回路の偶然の閉鎖を防止するために、ラビリンス通路を生成しようとする１対の防水パネルは、さらに測定電極１７、１８間に組み立てられる。

電極１７、１８、２１と、カウント手段２２と、タイマー２４、２６とによって測定される信号は、常駐プログラムに基づき、その最初の稼働以来経過される期間と処理される水の量とに応じてカートリッジの寿命に関する重要なデータを精微化するマイクロプロセッサ３０の入力に供給され、電極間の回路によって、そして、汚染物質のイオン濃度によって重要と考慮される閉鎖に関して認識され、処理される水の伝導率に関して認識される。このように計算される重要なデータは、好ましくは「カウントダウン」に基づいて、カートリッジ８の消耗まで残留するサイクルの数を表示するディスプレイ２３に視覚化される。

図５は、本発明の別の実施の形態を示している。類似の詳細は、前の図面と同じ参照符号を使用して示されている。

図５の例は、どちらかというと、カートリッジ８の消耗の計算において、第１の収集ボウル６の部分充填を考慮に入れるのに有効である。

この場合、防水パネル５２によって第１のボウル６内に規定された補償チャンバ５４における増大する高さに位置される非常に多くの電極５１がある。防水パネル５２は、底に近接して、ゲージ開口５３を有し、この開口の目的は、代表的には濾過カラフが注ぐために傾斜されるときのカラフの振動により生じる補償チャンバにおける水位の高さ変動を最小にすることである。

電極５１の高さ（レベル）は、さらに、補償チャンバの底に位置される基準電極５０と関連付けられている。

電極５０、５１は、ボウル内の水位が対応するレベルに達せられると、対応するブランチを閉鎖するように、インピーダンスの測定回路の対応するブランチに接続されている。

前記電極５１は、補償チャンバ５４に関連して、図５においてカラフの上方ボウル６に設けられているけれども、このような電極は、さらに、上述の構成に対する別の方法として、第２のボウル１０にさらに加えて、あるいは、第２のボウル１０に別の方法で配置されることができる。この第２の技術的解決は、点線で図５に例示されている。具体的な参照符号は、スーパースクリプトで表示されている。

前記電極５０’、５１’は、単独で、濾過された水の収集ボウルに取り付けられとき、インピーダンス測定装置の読取りは、濾過された水の品質の重要な値を供給し、前記品質が許容し得る値以下であるとき、カートリッジの取り換えを提案する。

これら両電極５０’、５１’、あるいは、このうちの少なくとも一方（基準電極５０、あるいは、５１と同様に）が、両方のボウルに取り付けられるとき、インピーダンス測定装置の読取りは、濾過される水の品質と濾過された水の品質との間の割合の重要な値を与える。このために、上述の値は、他のフィルタ、あるいは、交換の必要性を行うために、測定が行われ、カートリッジの能力を強調表示するときのカートリッジの残留効率の直接インデックスである。

別の実施の形態が、図６を参照として説明される。この実施の形態では、チャンバ３４内には、電極１７、１８に加えて、符号６０で示された濾過される水の温度センサが設けられている。

この温度センサ６０は、別の方法として、濾過される水の温度がかなり変動しないかぎり、下方ボウル１０に配置されることができる。

測定される温度は、計算手段１６へ送られ、測定される温度に応じてカートリッジの消耗の状態の計算を補正するのに使用される。実際に、この温度が高まるにつれて、溶液のイオン濃度全体の変動のために、電気伝導率基準において対応する増加が予想される。

このように説明される本発明は、表示されている技術的特色と比べると、非常に多くの利点を含むことができる。それらは、
−全体としてそれが可動部分を含まないので、構造においてかなり簡素化と；
−完全に使用されることができるが、処理される水の濾過作用の効率のよいレベルを常に保証することができるフィルタカートリッジの寿命のかなりのコントロールと；
−濾過作用の効率の同じレベルのコントロールでの採用される解決には、大きな経済上の利点がもたらされることが可能であるので、カラフの低コスト化とが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係わる濾過カラフの概略断面図である。 部分断面における図１のカラフの上からの概略平面図である。 本発明によるカラフの第２の実施の形態の概略断面図である。 図３のカラフの拡大詳細における概略断面図である。 本発明の第３の実施形態の概略断面図である。 本発明の別の実施形態の概略断面図である。

符号の説明

１ カラフ
２ 容器
３ ハンドル
５ フィードボックス
６ 第１の収集ボウル
７ フロー導管
８ カートリッジ
１０ 第２の収集ボウル
１１ カバー
１２ 開口頂部
１５ インピーダンス測定装置
１６ 計算手段
１７、１８、５０、５０’、５１、５１’ 電極
１９ アキュムレータ
２０ 電気回路
２１ 認可電極
２２ カウント手段
２３ ディスプレイ
２４ タイマー
２６ 信号除外器装置
３２ 充填導管
３３ 開口ポイント
３４ チャンバ
３５ ゲージ通路
５２ 防水パネル
５３ ゲージ開口

Claims (24)

1. 濾過される水を収容する第１の収集ボウル（６）と、
   交換可能なフィルタカートリッジ（８）と、
   前記フィルタカートリッジ（８）によって濾過された水を収容する第２の収集ボウル（１０）と、
   前記第１の収集ボウル（６）が濾過される水を内部に収容したとき、浸水の影響を受けるように、前記第１の収集ボウル（６）の内部に配置された電極（１７，１８；５０，５１）と、前記第２の収集ボウル（１０）が濾過された水を内部に収容したとき、浸水の影響を受けるように、前記第２の収集ボウル（１０）の内部に配置された電極（５０’，５１’）と、の少なくとも一方と、を具備する濾過カラフ（１）のフィルタカートリッジの消耗の状態を測定する方法であって、
   前記フィルタカートリッジ（８）の寿命の測定に関する濾過される水中のイオンの濃度を計算するために、前記電極（１７，１８；５０，５１）と電極（５０’，５１’）との少なくとも一方によって、水のインピーダンスを測定する第１の測定が行われる、フィルタカートリッジの消耗の状態を測定する方法。
2. 前記第１の測定は、前記濾過された水において行われる、請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも第２の測定が、処理される水の量の認識と、前記フィルタカートリッジの使用開始以降に経過した期間の認識との少なくとも一方を選択的に行う、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記処理される水の量の認識と前記経過した期間の認識との少なくとも一方は、前記第１の収集ボウル（６）内の浸水の影響を受ける前記電極（１７，１８；５０，５１）を使用して行われる、請求項３に記載の方法。
5. 前記インピーダンスの認識は、直流で行われ、前記処理される水の電気伝導率を認識する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 温度認識に応じて前記濾過される水中のイオンの濃度を補正するために、前記濾過された水の温度の認識がなされる、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記インピーダンスの認識は、前記濾過された水と濾過される水とに対して行われ、
   前記フィルタカートリッジの寿命の測定に関する前記濾過される水中のイオンの濃度は、前記濾過された水のインピーダンスの値と前記濾過される水のインピーダンスの値との両方に応じて計算される、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 濾過される水を収容する第１の収集ボウル（６）と、
   この第１の収集ボウル（６）と連通しているフロー導管（７）と、
   前記第１の収集ボウル（６）から前記フロー導管（７）を通って流れ込む水を濾過するように、前記フロー導管（７）の上に配置された交換可能なフィルタカートリッジ（８）と、
   前記フィルタカートリッジ（８）によって濾過された水を収容する第２の収集ボウル（１０）と、を具備する濾過カラフ（１）において、
   前記第１の収集ボウル（６）内に、前記フィルタカートリッジの消耗の状態の計算手段に機能的に接続された、濾過される水のインピーダンスの測定装置を具備し、
   前記インピーダンスの測定装置は、前記第１の収集ボウル（６）内に濾過される水が収容されたときに浸水の影響を受けるように、前記第１の収集ボウル（６）内に配置された少なくとも２つの電極（１７，１８）を有することを特徴とする濾過カラフ（１）。
9. 前記第１の収集ボウル（６）内に濾過される水が存在したとき、前記電極（１７，１８）間で、電気回路（２０）が閉じられる、請求項８に記載の濾過カラフ（１）。
10. 前記電気回路（２０）は、前記第１の収集ボウル（６）の充填サイクルをカウントするためのカウント手段（２２）を有する、請求項９に記載の濾過カラフ（１）。
11. 前記電極（１７，１８）は、前記第１の収集ボウル（６）を覆うカバー（１１）に形成されている、請求項９または１０に記載の濾過カラフ（１）。
12. 前記電極（１７，１８）は、前記カバー（１１）内に形成され、前記第１の収集ボウル（６）に供給される水が通る充填導管（３２）内に延入されている、請求項１１に記載の濾過カラフ（１）。
13. 前記電極（１７，１８）は、前記充填導管（３２）と連通しているチャンバ（３４）内に収容されており、このチャンバ（３４）は、予め決められた最小時間中、空にすることができる、請求項１２に記載の濾過カラフ（１）。
14. 前記チャンバ（３４）は、ゲージ通路（３５）を有する、請求項１３に記載の濾過カラフ（１）。
15. 前記電気回路（２０）は、前記フィルタカートリッジ（８）の使用開始以降に経過した期間を測定するため、かつ、その消耗までに残されている期間を計算するためのタイマー（２４）を有する請求項９ないし１４のいずれか１項に記載の濾過カラフ（１）。
16. 前記タイマー（２４）は、前記電極（１７，１８）により駆動される請求項１５に記載の濾過カラフ（１）。
17. 前記電気回路（２０）は、前記フィルタカートリッジ（８）の消耗を表示するための信号手段（２３）を有する請求項９ないし１６のいずれか１項に記載の濾過カラフ（１）。
18. 前記インピーダンスの測定装置の前記電極（１７，１８）は、前記電極（１７，１８）が予め決められたタイムリミットを超えた時間浸水されたこと認識し、
    前記認識により前記電極（１７，１８）から発生された信号が、前記第１の収集ボウル（６）が充填される毎に、前記電気回路（２０）が閉じたことを認識すると同時に、前記電極（１７，１８）の偶然の浸水の場合に前記電気回路（２０）が閉じたことを認識しないように、前記計算手段で受信される請求項９ないし１７のいずれか１項に記載の濾過カラフ（１）。
19. 前記電極（１７，１８）は、前記予め決められたタイムリミットを超えた場合だけ、前記認識を許容することができる信号除外器装置（２６）を有する請求項１８に記載の濾過カラフ（１）。
20. 認可電極（２１）が、前記第１の収集ボウル（６）に位置され、
    前記認可電極（２１）は、前記第１の収集ボウル（６）が充填される毎に、前記電気回路（２０）が閉じたことを認識すると同時に、前記電極（１７，１８）の偶然の浸水の場合に前記電気回路（２０）が閉じたことを認識しない請求項９ないし１９のいずれか１項に記載の濾過カラフ（１）。
21. 前記電気回路（２０）は、処理される水の電気伝導率を認識するために予め配置された直流回路を有する請求項９ないし２０のいずれか１項に記載の濾過カラフ（１）。
22. 前記インピーダンスの測定装置は、前記第１及び第２の収集ボウル（６，１０）の少なくとも一方に連結されている、請求項８ないし２１のいずれか１項に記載の濾過カラフ（１）。
23. 前記第１の収集ボウル（６）に位置された少なくとも１つの電極（５１，５０）と前記第２の収集ボウル（１０）に位置された少なくとも１つの電極（５１’，５０’）とを有し、
    これら電極（５１，５０，５１’，５０’）は、前記収集ボウル（６，１０）内の水位が、各電極が設けられた高さに対応する高さに達すると、この高さのところに対応するブランチの電気回路を閉じるように、前記インピーダンスの測定装置の対応するブランチに接続されている請求項９ないし２２のいずれか１項に記載の濾過カラフ（１）。
24. 前記ブランチの電気回路は、前記フィルタカートリッジ（８）の寿命において、濾過される水の量を合計して、消耗の状態を設定するように、前記計算手段に連結されている、請求項２３に記載の濾過カラフ（１）。

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