JP5356498B2 - 液体濾過のための容器 - Google Patents

Description

本発明は、濾過材が少なくとも部分的に充填され、少なくとも１つの液体用の出口窓を有するカップと、このカップに装着され、少なくとも１つの液体用の入口窓及び少なくとも１つの空気用の排気窓を有するカバーとを具備しており、少なくとも前記入口窓及び前記排気窓は、格子開口を備えた格子構造体をそれぞれ有する、液体濾過のための容器に関わる。

このような容器は、濾過カートリッジとしても知られており、これらは、重力駆動の濾過装置に、一般的に使用される。このような濾過装置は、家庭で、特に水の濾過のために、主に使用される。

この濾過カートリッジには、特に粒子状の形態で多数の濾過材が、充填されている。

この濾過装置で、前記濾過カートリッジは、濾過される水が注入される水漏斗中に、挿入される。この水漏斗は、濾過された水を捕らえる水差し中に配置される。

この濾過カートリッジは、一時的にのみ、即ち濾過された水が必要である時に、使用される。濾過プロセスの開始時に、前記濾過カートリッジは、一方で、この濾過カートリッジ中に含まれている空気を、妨げられること無く外へ出すように、他方で、前記濾過材が、濾過される前の水中もしくは濾過された水中に入るのを防ぐように、欠陥のない流路を保証しなければならない。

濾過材が部分的に充填されるカップとこのカップの上に配置されているカバーとを有する濾過カートリッジが、特許文献１によって知られている。このカバーは、フードの形状であり、この側壁に、排気孔と突出形状の液体用開口とを有している。小さな粒子が前記カバーの開口を通って外に出て行かないように、また場合によっては前記カバーの開口をふさがないように、形状を維持するリブを備えた織物の挿入物が、与えられている。この織物の挿入物は、前記カバーの端の領域に固定されており、前記カップ内に突出している。表面張力部をこわすために、この織物の挿入物を、濾過材に接触させている。この接触する部分で、液体が、流れ始め、前記カバーの下のエアクッションを排出し、かくして、水柱の圧力に反する背圧を防ぐ。このことは、濾過される液体が、問題無く濾過材を通って流れることと、この濾過材の小さな粒子を有効な方法で留めることとが、意図される。

しかしながら、特許文献２に、織物の挿入物と濾過材との間の接触が確実でない場合に、流れの問題が生じる、ということが述べられている。

一方では、濾過材が乾燥することによって、濾過材の面の高さが下がる可能性があり、この結果、所望の接触が保証されなくなる。他方では、時として濾過材が、カップ中に過剰に充填される可能性があり、この結果、過剰な圧力が、内側に突出している前記織物の挿入物に与えられ、また、この圧力は、前記濾過材が硬水に触れると大いに膨張することによって、更に強められ、前記濾過カートリッジの破損を招き得る。

このような問題を未然に防ぐように、特許文献２では、水が流入する時に、前記カバー中に上方へ突出している軟性でスクリーンのような織物のシートの構造体を、硬性の織物の挿入物の代わりに与えることが、提案されている。水平面が下がるのに従って、このシートの構造体は、下方に引っ張られる。

両文献の解決法は、前記カバーの前記窓に加えて、前記カバーの開口全体を補うようにスクリーンのような織物の挿入物を、設けなければならない、という欠点を有している。両解決法のいずれも、セイル効果（the sail effect）と、これによる流れの妨げとを、完全に取り除くことができない。

ＥＰ０８２３２７６Ｂ１ ＷＯ０１／３２５６０

従って、本発明の課題は、液体、特に水の流入と同時に空気の排出とが問題無く行われ、そしてカバーが簡単な方法で形成され得る容器を提供することである。

この課題は、排気窓がこの窓の平面から内側に延びており少なくとも１つの格子構造体を少なくとも部分的に備えた少なくとも１つの凹部を有する容器によって、解決される。

前記排気窓の平面は、カバーの開口によって規定されている平面を意味している。従って、前記排気窓の平面は、前記開口の境を成すようにして、前記カバーの壁の平面に位置している。

本発明に従った解決方法は、前記排気窓の格子構造体が、濾過材に接触するのに十分な距離だけ内側に延びている凹部の形状である場合、容器は、カバーとカップとの間に更なるスクリーン状の構造体を必要としない、という認識に基づく。この凹部は、前記排気窓の平面から内側に延びている。そして、前記排気窓の平面に、前記排気窓は、構造体を有していないため、前記凹部は、上側が開口している。

前記凹部の深さＴは、好ましくは、前記排気窓の最大の直径Ｄより大きい。

前記排気窓の格子構造体の領域は、前記凹部の大きさだけ広がっており、前記凹部が容器の内部の前記カバーの端部のところまで下方に延びている場合は特に大幅に、広がっている。

広がった領域は、前記カバーの上面が湾曲され、且つ、例えばフードの形状である場合、特に有効であり得る。

前記排気窓は、好ましくは、前記カバーの最も高い位置に設けられている。また、この排気窓は、好ましくは、前記カバーの中央に配置されている。

前記凹部が前記濾過材に接触するならば、これによって前記排気窓の格子構造体のセイル効果が妨げられるので、好ましい。また、前記凹部は、前記濾過材中に部分的に延びることも可能である。

好ましくは、前記凹部は、垂直方向に延びている複数の溝を内面に有しており、各溝の底部には、複数の開口が配設されている。このことによって、空気が通って上昇するための流路が形成され、前記排気窓は、前記溝の底部に配設されている開口によって、有利に働く。

「内面」という用語は、前記凹部の、容器の内側に向いている面を意味している。従って、前記凹部の外面は、前記容器に対して外側にある面を意味している。

好ましくは、前記格子構造体は、前記凹部の内面に縦のリッジを有しており、また、前記凹部の外面に横のリッジを有している。この実施形態では、前記横のリッジ及び前記縦のリッジは、１つの平面に設けられているのではなく、互いにずらして配置されている。かくして、前記溝は、前記縦のリッジの間に形成されている。

前記開口は、互いに離間された前記横のリッジと、互いに離間された前記縦のリッジとによって境を規定されており、好ましくは矩形の形状を有している。この開口のディメンションは、好ましくは１００μｍ乃至３００μｍの範囲、特に１５０μｍ乃至２５０μｍの範囲である。

好ましくは、前記凹部は、底壁と周壁とを有しており、この格子構造体は、少なくともこの周壁に配置されている。

また、前記格子構造体は、前記周壁の全周に渡って延びていても良い。

好ましくは、前記底壁には、底壁用の格子構造体が形成されている。好ましくは、前記底壁の格子構造体と周壁の格子構造体とは、互いに異なっている。前記底壁の格子構造体は、好ましくは水平に１つの平面に設けられており、前記周壁の格子構造体は、好ましくは異なる複数の平面に、特に階段状に設けられている点で、違いがある。

この違いは、前記濾過材の粒子が前記底壁で詰まって前記開口をふさいでしまわないようにするために、必要である。

好ましくは、前記凹部は、円錐台の形状を有している。この形状は、前記凹部を濾過材中に延ばすために特に適している。これの構造体によっては、前記円錐台は、前記底壁に向かって多少細くなっていても良い。円錐形の形状は、外側の溝によって形成された凹部の流路中を上昇する空気が、前記排気窓に更に有効に運ばれる、という効果を有している。

前記横のリッジは、好ましくは、前記底壁に向かって狭くなっている三角形の横断面を有しており、このことが、通気に更に有利に働く。

前記縦のリッジは、有効な幅を全長に沿って常時保つようにして、上側から下側に向かって狭くなっていても良い。一定の断面を有する流路は、上昇する空気を、空気流を分離させずに、均一に上方に運ぶという効果を有している。

前記凹部の更に好ましい実施形態は、円筒形、立方形、角錐台形、もしくは部分的な球形即ち半球形とである。

球形の実施形態では、周壁と底壁とに区別がなく、このため、周壁のために設けられる格子構造体が、好ましくは球形の面に設けられる。特定の一実施形態に従えば、底壁の構造体は、球体の基盤を成している頂点の領域に設けられており、この底壁の構造体が、直接的もしくは間接的に、周壁の格子構造体に接合されることができる。

好ましくは、前記凹部は、形状が安定している（shape-stable）材料によって形成されている。これによって、前記濾過材との接触が、濾過の工程の間であっても保証される。前記凹部は、前記排気窓の領域に限定されており、従って前記濾過材の膨張に対して十分な容量が、前記カバーの下に得られるので、濾過材の膨張は問題ではないことが判っている。

プラスチックの材料が、前記凹部に対して好ましい。他の実施形態に従えば、前記カバーと凹部とは、互いに異なる材料によって形成され得る。

好ましくは、少なくとも液体用の入口窓の格子構造体と前記凹部の格子構造体とは、互いに異なる材料によって形成されている。

好ましくは、前記凹部を備えたカバーは、２つの構成部品を用いる射出成型法によって形成される。かくして、前記カバーの材料に関係なく、従って前記格子構造体の材料を流れの状態に適合させるように、前記凹部の材料を選択することができる。このことの効果は、織物構造体もしくは格子構造体の溶接が後に必要でないことである。

前記凹部の格子構造体が疎水性の材料によって形成され、前記入口窓の格子構造体が親水性の材料によって形成されることが、好ましい。

図１は、容器の縦断面図である。 図２は、図１に示されている容器の平面図である。 図３は、円錐形状の凹部の概観図である。 図４は、図３に示されている円錐形状の凹部の断面図である。 図５は、３つの異なる実施形態に係る凹部の概観図及び断面図である。 図６は、３つの異なる実施形態に係る凹部の概観図及び断面図である。 図７は、３つの異なる実施形態に係る凹部の概観図及び断面図である。

本発明の実施例が、図面によってより詳細に説明される。

図１は、カップ２とカバー１０とを有する容器１を示している。このカップ２は、底壁４と、シーリング端部としても使用可能であるカップの端部５と、周壁３とを有しており、このカップ２には濾過材９が充填されている。前記底壁４は、内側に固定部材７が設けられている凹部６を有している。この固定部材７によって、この容器１は、水漏斗（図示されていない）に固定され得る。更に、前記底壁４は、格子構造体が設けられている複数の出口窓８を有しており、この格子構造体は、前記濾過材９が、下方に流れて、濾過された水を受ける容器（図示されていない）中に入ってしまうのを防ぐ。

前記カバー１０は、上面が湾曲されており、フードのような形状であり、ここに示されている図では、窓壁１１ａ、１１ｂとカバー壁１３とを備えたほぼ台形の横断面を有している。前記窓壁１１ａ、１１ｂには、濾過される水が通って容器１に流入する入口窓１６ａ、１６ｂが、設けられている。排気窓２０が、前記カバー壁１３の中央に、即ち、前記カバー１０の最も高い位置に、設けられている。

この排気窓２０は、円錐台形状の凹部２４を有しており、この凹部２４は、前記排気窓の平面からこの内側に延びている。この凹部２４は、円錐形状の周壁２６と、円形であり水平な底壁２８とを有している。この凹部２４は、前記カバーの端部１５より下方に延びており、この凹部２４の下側の領域は、前記濾過材９中に延びている。

前記凹部２４は、図３及び図４により密接に関連して説明される格子構造体３０を有している。水が前記入口窓１６ａ、１６ｂを通って流入すると、容器１内の空気は、移動させられ、前記排気窓２０を通って、即ち、前記凹部２４の格子構造体３０を通って、容器から出る。この場合、この空気は、前記凹部２４内の水柱に抗して、外に出なければならない。

図２は、前記カバー１０の平面図を示している。格子構造体をより明確に示すように、丸で囲まれた範囲が、拡大されて更に示されている。前記２つの窓壁１１ａ、１１ｂに、ほぼ全体の領域に格子構造体１７を有する前記入口窓１６ａ、１６ｂが、示されている。好ましくは、前記格子構造体１７は、親水性の材料、特にプラスチックによって形成されている。

前記カバー１０の側壁１２ａ、１２ｂは、前記カバー１０を、かくして容器１を握るための、凹型グリップ１４ａ、１４ｂを中央に有している。

前記カバー壁１３の中央には、前記凹部２４を有している前記排気窓２０が、設けられている。前記カバー壁１３の面、かくして前記排気窓の面２１（図１参照）には、格子構造体が無く、従って、前記凹部２４の内部は、自由に出入り可能である。

前記カバー１０は、プラスチック材料によって形成されている。前記凹部２４は、疎水性の材料によって好ましくは構成されており、このような材料は、水柱に抗して換気を有利に働かせる。前記凹部２４を備えたカバー１０は、好ましくは、２つの構成部品を用いる方法で、形成されている。

図３は、図１に示されており前記排気窓２０に設けられている前記凹部２４の、拡大された側面図である。前記円錐形の凹部２４は、縦のリッジ３２と横のリッジ３４とから成る格子構造体３０によって形成されている。前記縦のリッジ３２は、空気案内溝もしくは空気管３６が前記縦のリッジ間に形成されるようにして、前記凹部２４の内面に配列されている。この結果、下側から上側に流される空気（矢印参照）が、円錐形の傾斜のおかげで、上方に、そして、各空気案内溝の底部３８にある複数の開口４０に、運ばれる。前記空気案内溝の底部３８（拡大図参照）は、内側の環状の横のリッジ３４によって形成されている。前記開口のディメンションは、１００μｍ乃至３００μｍの範囲内である。

前記底壁２８は、好ましくは面上に水平に設けられている格子構造体２９を有しており、開口のディメンションは、１００μｍ乃至３００μｍの範囲内、特に１５０μｍ乃至２５０μｍの範囲内である。

図４は、図３の円錐形状の凹部の縦断面図を示している。見受けられるように、前記横のリッジ３４は、三角形の外形の横断面を有している（拡大図参照）。このことは、矢印によって示されているような排気に有利に働く。

図５ａ、ｂ、ｃ乃至図７ａ、ｂ、ｃは、更なる実施形態、即ち、図ａに側面図、図ｂに縦断面図、図ｃに下面図を示している。図５は、矩形の底壁２８を有する四角柱型の凹部２４を示しており、図６は、半球形の底壁２８を有する円筒形の凹部２４を示しており、図７は、矩形の底壁２８を有する角錐台形の凹部２４を示している。

１…容器、２…カップ、３…周壁、４…底壁、６…凹部、８…出口窓、９…濾過材、１０…カバー、１６…入口窓、１７…格子構造体、２０…排気窓、２４…凹部、３０…格子構造体

Claims (20)

1. 少なくとも部分的に濾過材（９）が充填され、少なくとも１つの液体用の出口窓（８）を有するカップと、
   このカップ（２）に取り付けられており少なくとも１つの液体用の入口窓（１６ａ、１６ｂ）と少なくとも１つの空気用の排気窓（２０）とを有するカバー（１０）とを具備しており、少なくともこれら窓（１６ａ、１６ｂ、２０）は、複数の格子開口を有する格子構造体を有している、液体濾過のための容器において、
   前記排気窓（２０）は、排気窓の平面から内側に延びている少なくとも１つの凹部（２４）を有しており、凹部（２４）には、少なくとも１つの格子構造体（２９、３０）が少なくとも部分的に設けられていることを特徴とする容器。
2. 前記カバー（１０）は、上面が湾曲されており、前記凹部（２４）は、少なくともこのカバー（１０）の端面（１５）のところまで下方に延びていることを特徴とする請求項１に記載の容器。
3. 前記凹部（２４）は、前記濾過材（９）に少なくとも接触することを特徴とする請求項１又は２に記載の容器。
4. 前記凹部（２４）は、前記濾過材（９）中に部分的に延びることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の容器。
5. 前記凹部（２４）は、垂直方向に延びている内面に、複数の溝（３６）を有しており、また、各溝の底部（３８）には、複数の開口（４０）が配設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の容器。
6. 前記格子構造体（３０）は、前記凹部（２４）の内面に複数の縦のリッジ（３２）を有しており、また、前記凹部（２４）の外面に複数の横のリッジ（３４）を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の容器。
7. 前記複数の開口（４０）は、矩形であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の容器。
8. 前記凹部（２４）は、底壁（２８）と周壁（２６）とを有しており、前記格子構造体（３０）は、少なくともこの周壁（２６）に配設されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の容器。
9. 前記底壁（２８）には、少なくとも部分的に、底壁用の格子構造体（２９）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の容器。
10. 前記底壁（２８）の格子構造体（２９）と前記周壁（２６）の格子構造体（３０）とは、互いに異なることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の容器。
11. 前記凹部（２４）は、円錐台型の形状を有していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載の容器。
12. 前記横のリッジ（３４）は、三角形状の横断面を有していることを特徴とする請求項１１に記載の容器。
13. 前記縦のリッジ（３２）は、上側から下側に向かって狭くなっていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の容器。
14. 前記凹部（２４）は、円筒形、立方形、角錐台形、もしくは、半球形の形状を有していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載の容器。
15. 前記凹部（２４）は、形状が安定している材料によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１に記載の容器。
16. 前記カバー（１０）は、プラスチック材料によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１に記載の容器。
17. 前記入口窓（１６ａ、１６ｂ）の格子構造体と前記凹部（２４）の格子構造体とは、互いに異なる材料によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１に記載の容器。
18. 凹部を備えている前記カバー（１０）は、２つの構成部品を用いる射出成型法によって形成されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１に記載の容器。
19. 前記排気窓（２０）の格子構造体は、疎水性の材料によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１に記載の容器。
20. 前記入口窓（１６ａ、１６ｂ）の格子構造体は、親水性の材料によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１に記載の容器。

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