JPH11503069A

JPH11503069A - 水ろ過カートリッジ

Info

Publication number: JPH11503069A
Application number: JP8529821A
Authority: JP
Inventors: セレンコ、ポール; リーディング、ジム; モーゲンロス、ゲリー; マツシタ、ロイ
Original assignee: マットスコープ・リミテッド
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1999-03-23
Also published as: CA2146609C; AU5263996A; DE69625343T2; WO1996031440A1; EP0819100B1; US5989424A; EP0819100A1; CA2146609A1; AU695268B2; DE69625343D1

Abstract

(57)【要約】本発明は、水ろ過装置に使用される交換可能なフイルターカートリッジに間する。このカートリッジは、水を通すスクリーン状の端壁部を下端に有し、垂直軸を規定するほぼ切頭円錐形の容器部材を具備する。中空でほぼ漏斗形状のカバー部材が、前記垂直軸と同軸的容器部材に取着されている。このカバー部材は、垂直方向に延びた多数の水入り口流れスロットを有する。非平坦で圧縮可能なろ過材の第１の塊が、前記カバー部材内に摩擦係合して保持され、また、非平坦で圧縮可能なろ過材の第２の塊が、前記容器部材内に、端壁部に近接して配置されている。水に溶解しない顆粒状の浄化剤が、ろ過材の第２の塊の上に層をなすようにして前記容器部材内に収容されている。

Description

【発明の詳細な説明】水ろ過カートリッジ本発明は、中を水が通り、また水に溶解しない顆粒状の浄化剤を含む、手で持つ水ろ過システムに使用されるろ過カートリッジに関する。本発明の背景水を浄化するための活性炭並びに／もしくはイオン交換材のような顆粒状の浄化剤を利用した種々の手で持つ装置が知られている。これら装置の例とし、米国特許Ｎｏ．４，３０６，９７１（Ｈａｎｋａｍｍｅｒ）、米国特許Ｎｏ．４，８９５，６４８（Ｈａｎｋａｍｍｅｒ）、米国特許Ｎｏ．４，９６９，９９６（Ｈａｎｋａｍｍｅｒ）、並びに、米国特許Ｎｏ．５，０４９，２７２（Ｎｉｅｗｅｇ）がある。一般的に、これら装置は、浄化される水を保持し、かつ通す大きな漏斗形状部材と、この漏斗形状部材の流路内に位置され、取り外し可能なろ過カートリッジと、浄化された水のための収集ビーカとを有する。このろ過カートリッジは、これを水が透過するように基本的には構成され、上記顆粒状の活性炭並びに／もしくはイオン交換材を収容している。これらろ過カートリッジは、代表的には、安価なプラスチック材で構成され、顆粒状の浄化剤がその効果を無くしたときに、代表的には、通常の家庭での使用の約１カ月の後（即ち、約１００リットルの水が浄化された後）に、破棄されるようにデザインされている。ろ過カートリッジを流れる水の流速は、効果的な水の浄化にとって重要である。イオン交換並びに浄化を可能にするように、ろ過カートリッジ内で水を所定の時間含ませることが必要である。しかし、カートリッジを流れる流速が遅すぎると、不十分な量の水が、ろ過システムの使用者を満足させる時間フレーム内でろ過される。米国特許Ｎｏ．４，８９５，６４８（Ｈａｎｋａｍｍｅｒ）の主題のような既知のろ過カートリッジは、カートリッジ中を水が通過している間に、カートリッジ内の顆粒状の浄化材を捕獲するように非常に小さい複数の水流開口のアレイに依存している。このような形態で接続される欠点がある。水流開口のサイズは、カートリッジ内の顆粒状の浄化剤を捕獲するために非常に小さいことが必要であり、このようなサイズは、少量の水しか所定の時間でろ過カートリッジの開口を通ることができないので、全部の水のろ過のためには大きい時間ロスを生じさせる。さらに、水流開口で捕獲され、塞ぎ、かくして流速をさらに減じる顆粒状の浄化剤の粒子に対する可能性がある。他の問題は、ろ過カートリッジを介する収集ビーカの外での空気の通気に関してである。ある従来技術の解決は、漏斗形状のチャンネル部材内の水のトップレベルの上方に常時残るように、漏斗形状のチャンネル部材のトップレベルの上方へと上に突出する中空の通気チューブと共に使用するようにろ過カートリッジを設計することである。しかし、このようなシステムは、製造費がかかり、一般に使用されない。他の既知の水ろ過カートリッジは、顆粒状の浄化剤を保持するようにカートリッジの上並びに底端に形成された水流開口に近接して配置された、ほぼ平坦なフエルト状のプラスチックもしくは布で形成された二次フイルターを備えている。このような装置は、外ハウジングに大きい水流開口を設けることを可能にしている。このような大きい開口は、ろ過カートリッジ中で急激な流速の水流を生じさせる。これらカートリッジは、比較的有効ではあるが、製造費が高く、また、異なる使用の適用のために水流の流速を変えるのに装置に重大な付加の技術を必要とする。さらに、上並びに底の二次フイルターは、ろ過カートリッジの夫々異なる上並びに底のディメンションと適合するように異なるサイズにしなければならない。また、上二次フイルターは、適当な空気の換気を果たすように構成されなければならないカートリッジのキャップの一般的な形状と対応するように、代表的には円錐形である。従って、上並びに底二次フイルターの夫々は、異なるサイズと形状のモールドもしくはダイを使用して、別々に製造されなければならない。さらに、二次フイルター、特に、上二次フイルターをろ過カートリッジの上キャップに取着させるために、ある形態の取着手段を使用しなければならない。この目的のために、米国特許Ｎｏ．５，０４９，２７２（Ｎｉｅｗｅｇ）に記載されているような、プラスチック溶着がときには使用される。この工程は、組み立てを複雑にし、また、製造費を高騰させる。ほぼ平坦なフエルト状のプラスチックもしくは布で形成された二次フイルターを使用した上記従来技術は、さらに、以下のような欠点がある。ろ過カートリッジが試用期間を越えて使用されると、顆粒状の浄化剤の細かい粒子の配置のずれやパッキングが、特に顆粒状の浄化剤の底端近くの二次フイルターで生じる。二次フイルターでの細かい粒子のずれは、二次フイルターを詰まらせ、かくして、期限外のろ過カートリッジの流速を遅くする。この影響は、カートリッジが使用の間で乾燥している場合には、より顕著となる。このような流速の低下は、一般的に望ましくなく、使用者をいらいらさせる。発明の概要本発明の主目的は、上述したような従来技術での欠点を克服することである。本発明のさらなる目的は、使用者に受け入れられ得る使用期間で充分な量を処理しながら、水を効果的に浄化するのに適した水の流量を達成可能な、改良された水ろ過カートリッジを提供することである。本発明のさらなる目的は、使用期間を過ぎても最適の設定された水の流速を実質的に維持し、また、二次フイルターでの細かい粒子の変位による流速の顕著な低下が生じない、改良された水ろ過カートリッジを提供することである。本発明のさらなる目的は、構成部材が上述した従来のものよりも安価に製造できて容易に組み立てられ、また、カートリッジの本体を製造するために使用された成型モールドの大幅な再考もしくは再加工が無く設定された水の流速が変わるように容易に変更可能な、改良された水ろ過カートリッジを提供することである。本発明に係われば、水を通すスクリーン状の端壁部を下端に有し、垂直軸を規定するほぼ切頭円錐形の容器部材を具備する、水ろ過装置に使用されるフイルターカートリッジが開示される。中空でほぼ漏斗形状のカバー部材が、容器部材に取着され、前記垂直軸と同軸的になっている。このカバー部材は、環状のリム部と、このリム部から下方に向かうのに従って内方に傾斜するように延び、周囲に配設された垂直方向に延びた多数の水入り口流れスロットを備えた第１の傾斜部と、ほぼ平坦な第２の上部分とを規定している。非平坦で圧縮可能なろ過材の第１の塊が、前記カバー部材内に摩擦係合して保持されている。また、非平坦で圧縮可能なろ過材の第２の塊が、前記容器部材内に、端壁部に近接して配置されている。水に溶解しない顆粒状の浄化剤が、ろ過材の第２の塊の上に層をなすようにして前記容器部材内に収容されている。本発明の他の効果と、態様と、特徴とが、製造の部品と経済性と組み合わせ、並びに構成の関連した部材の動作及び機能の方法と共に、以下の詳細な説明、並びに以下に簡単に説明する添付図面を参照した請求の範囲により、より明らかになるであろう。図面の簡単な説明添付の図面の図１は、断面でしめされた手で持つ水ろ過システム内に配置された、本発明に係わる水ろ過カートリッジの斜視図である。図面の図２は、図１に示す水ろ過カートリッジの分解斜視図である。図面の図３は、顆粒状の浄化剤が湿っている、図１に示す水ろ過カートリッジの垂直中心線に沿う断面図である。図面の図４は、顆粒状の浄化剤が乾燥している、図３と同様の図である。図面の図５は、回転ポインターとカレンダー月シンボルとを詳細に示す、図１の水ろ過カートリッジの上面図である。図面の図６は、仮想線でポインターの回転を示す、図５と同様の図である。好ましい実施の形態の詳細な説明同じ参照符号がアナログ敵な構造を特定するために種々の図面で使用されている図面を参照して説明する。図面の図１は、本発明に係わる水ろ過カートリッジの好ましい実施の形態を、参照符号２０により示している。この、水ろ過カートリッジ２０は、手で持たれる水ろ過装置２２と共に使用するのに適している。この装置２２は、浄化される水を保持して通すのに適した、大きいほぼ漏斗形状部材２４を有している。この漏斗形状部材２４は、水ろ過カートリッジ２０を支持するようなサイズのフローチャンネル２６を有する。水の浄化は、水ろ過カートリッジ２０内で生じ（後で詳述する）、浄化された水は、収集部２８内に集められて保持される。図２に示すように、水ろ過カートリッジ２０は、垂直軸Ａ−Ａを規定し、下方に傾斜した、好ましくは、ほぼ切頭円錐形の容器部材３０を有する。この容器部材３０は、下端に、スクリーン状の端壁部３２（図３に最も良く示されている）を有する。このスクリーン状の端壁部３２は、容器部材３０の外に水を流すことを可能にしている。この容器部材３０は、容器３０の内面３１に続いていおり、容器部材３０の上開口端３８近くに配置された環状肩部３４を備えている。中空で、ほぼ切頭円錐形のカバー部材３６が、容器部材３０の上開口端３８に取着されている。このカバー部材３６は、装着されているときには、容器部材３０と同軸的であり、ほぼ平坦な第２の上部分４２に続いた上方に向かうのに従って内方に傾斜した第１の部分４０を規定している。この内方に傾斜した第１の部分は、互いにほぼ等しく離間した向きで、第１の部分の周りに配設され、垂直方向に延びた、多数の水入り口流れスロット４４を有する。平坦でなく圧縮可能な第１のろ過材４６の塊が、カバー部材３６の第１の部分４０の内壁面と圧縮して接触することにより、カバー部材３６内に摩擦係合して保持されている。この塊は、無定形で、詰め綿もしくは綿ボールの充填物と類似している。平坦でなく圧縮可能な第２のろ過材の塊４８が、容器部材３０内に、スクリーン状の端部壁３２に近接するようにして、位置されている。そして、既知の顆粒状の浄化剤５０が、容器部材３０内に、第２のろ過材４８上に重ねられるようにして、収容されている。この顆粒状の浄化剤は、この分野では良く知られた通常のイオン交換材、活性炭、もしくは、これらの組み合わせにより、通常は構成されている。水の浄化は、上に成形された漏斗形状部材２４内の水が、カバー部材３６の傾斜した第１の部分４０に形成された水入り口流れスロット４４を伝って重力により下方に注がれるのに従って、果たされる。そして、水は、平坦でない第１のろ過材の塊４６中を流れ、ここで粗いろ過が生じる。さらに、水は、顆粒状の浄化剤５０を通ってろ過され、鉛、銅、亜鉛、塩素等の減少のような浄化が生じる。浄化の特別なパラメータは、いかなる所定の適用で使用される顆粒状の浄化剤５０の成分により決定され、また、所望の水浄化特性を果たすように変更され得る。そして、水は、平坦でない第２のろ過材の塊４８中を流れ、スクリーン状の端壁部３２の所で容器部材３０から出る。そして浄化された水は、収集部分２８内に滴下され、ここに、続く使用のために溜められる。前記平坦でなく圧縮可能な第１のろ過材４６は複数の機能を有する。即ち、第１に、上述したように、所定の粒状物の除去のようなある主の粗い浄化が、第１のろ過材の塊４６内を水が流れるのに従って生じる。さらに重要なことは、第２の塊４８と共に、第１の塊４６は、容器部材３０内に顆粒状の浄化剤５０を捕獲する。従って、水入り口流れスロット４４と、スクリーン状の端壁部３２の孔とは、夫々規定されたサイズでなくても良く、従来のものよりも比較的大きくても良い。これは、本発明では、これら部材４４，３２は、共に、顆粒状の浄化剤５０を保持する付加機能を果たすからである。かくして、水ろ過カートリッジ２０を通る水のより急激な流れが果たされる。平坦でなく圧縮可能な第１並びに第２のろ過材４６，４８の塊を構成するための好ましい材料は、熱接着される紡糸ポリエステル（化学的に接着される紡糸ポリエステルに対して）であるが、紡糸ポリエチレンを含む他の紡糸プラスチックが、この目的のために有用に使用され得る。また、第１並びに第２のろ過材４６，４８の塊の初期サイズは、容器部材３０とカバー部材３６との中に夫々挿入するための単一の充填が維持されるように、実質的に同じであることが良い。第１並びに第２のろ過材４６，４８の塊の柔軟性と圧縮性とは、これらが、カバー部材３６と容器部材４０との中に交換可能に好ましくは挿入され、かくして、組み立てを容易にし、製造費を減じるということを意味する。図３並びに４に示すように、平坦でなく圧縮可能な第１のろ過材の塊４６の使用は、水ろ過カートリッジ２０の操作においてさらなる重要な機能を果たす。平坦でなく圧縮可能な第１並びに第２のろ過材４６，４８の使用は、塊４６，４８が顆粒状の浄化剤５０が湿らされたときに自然に膨張することに対する補償を果たすように圧縮され得るので、水ろ過カートリッジを通る水の流れを規定する助けを果たす。図４は、カートリッジが新品で乾燥しているときの、第１並びに第２の塊４６，４８及び顆粒状の浄化剤５０の相対的な位置を示す。図５において、顆粒状の浄化剤は、湿らされて膨張しており、この顆粒状の浄化剤５０の膨張により、第１の塊４６は膨張に対応してカバー部材３６中へと変更可能に上方に圧縮され、第２の塊４８は容器部材３０中へと変更可能に下方に圧縮されている。かくして、第１並びに第２のろ過材４６，４８の圧縮は、顆粒状の浄化剤５０の膨張をオフセットし、これは、浄化剤が湿ったときに自然に生じる。さらに、顆粒状の浄化剤５０は、乾燥したときに、図４に示すのと実質的に同じ形状に戻るように収縮する。カートリッジ２０中を下方に流れる水の一般的な影響と共に、顆粒状の浄化剤５０の膨張と収縮とは、浄化材の第２の塊４８の上面に炭素粒子の細かいダストを堆積させる効果を果たす。従来の平坦な二次浄化材においては、このような細かい粒子は、このようにはならず、二次フイルターの上面上に集まって固まって、二次フイルターを通る水の流れを妨げる。これに反して、本発明においては、第１並びに第２のろ過材４６，４８のサイクル的な圧縮と膨張は、これら粒子が固まることを防止し、むしろ、第１並びに第２の塊４６，４８を構成しているファイバーの３次元アレイを粒子が広げる助けをなす。かくして、カートリッジ２０の流速は、このカートリッジの意図した使用期間（この使用期間は後で詳述する）全体を通して実質的に一定に保つ。ろ過材の第１の塊４６の伸縮は、顆粒状の浄化剤５０から離れた細かい炭素材により詰まることを防止する同様の機能を果たしすが、細かい粒子材の逸れは水の下方ーの流れにほとんど従うので、第２の塊４８の場合よりも少ない程度である。水ろ過カートリッジ２０の流速は、顆粒状の浄化剤５０の量とタイプとを変えることにより、また、平坦でなく圧縮可能な第１のろ過材の塊４６の量を変えることにより、多くの場合、スクリーン状の端壁部３２の孔もしくは水入り口流れスロット４４のサイズもしくは形状を変える必要が無く、異なる適用に合うように迅速かつ容易に変更され得る。かくして、流速の変更をするために、容器３０もしくはカバー部材３６を形成するのに使用されるモールドにおける高価な変更が不要である。上方に向かって径方向内方に傾斜した一連の突出部５４を有するスリット支持リング５２が、本発明の水ろ過カートリッジ２０の組み立てをさらに容易にするために、好ましくは使用され得る。組み立ての間、ろ過材の第１の塊４６がカバー部材３６内へと押され、続いて、弾性プラスチック材で形成されたスリット支持リング５２が、スリットの周りで径方向に押圧されてカバー部材３６内に挿入され、この後で、この径方向の押圧が解除される。この解除により、スリット支持リングは、カバー部材３６内でもとの径になるように広がり、かくして、突出部５４がろ過材の第１の塊４６と係合して、この塊４６を保持するように位置される。このようにしてろ過材の第１の塊４６がカバー部材３６内に保持された状態では、スリット支持リング５２がカバー部材３６のリム部３４に保持並びに接触して支持されるようにして、カバー部材３６を容器部材３０（予め顆粒状の浄化剤が充填されている）内に容易にスナップ結合させることができる。このようなスナップ結合動作の間、カバー部材３６の環状のリム部５２は、容器部材３０の肩部４７により覆い重なった状態で係合されて、容器部材３０にカバー部材３６は取着した状態で保持される。カバー部材３６と容器部材３０との両者は、例えば、必要な程度の位置記憶特性を有する高密度ポリエチレンにより好ましくは形成され得る。また、このカバー部材３６は、完全な取り外しが必要でない場合には、容器部材３０に付加的に溶着され得る。説明された水ろ過カートリッジ２０の好ましい実施の形態において、カバー部材３６の平坦な第２の上部分４２は、容器部材３０の垂直軸と同軸的な、上方に傾斜した漏斗形状の円筒部５６を有する。この円筒部５６は、外周に環状に配設され、垂直方向に延びた換気スロット５８のアレイを有する。これら換気スロット５８は、水の流入により漏斗形状部材２４の下から空気が変位されるのに従って、水ろ過カートリッジ２０内を上方に流れる空気の流れを助長し、さらに、水ろ過カートリッジ２０を流れる水の量を多くする。通常の顆粒状の浄化剤は、代表的には、約１月の通常の家庭の使用（即ち、約１００リットルのろ過）の後、その効果を失う。使用者に、高水準の水の浄化を維持する助けのために、本発明の好ましい実施の形態は、新しい水ろ過カートリッジを水ろ過装置２２に設置するときであることを使用者に表示する要求システムを有する。図５並びに図６に示すように、この要求システムは、好ましくは、年の月に対応し、カバー部材３６の平坦な第２の上部分４２上に配置され、そして、カバー部材３６の垂直軸から放射状に配設された１２のシンボル６０を有する。回転可能なリング６２が、下面が切欠されたエッジ５９により、円筒部５６の基部に摩擦的に装着されている。このリング６２は、ボインター６４を有する。フイルターカートリッジの使用者は、水ろ過カートリッジ２０が水ろ過装置２２に設置された月に、例えば続く暦の月を示すように、ポインター６４を向けるように、リング６２を回転させることができる。そして、使用者は、ポインター６４の位置を定期的にチェックすることにより、現在の暦の月が、ポインター６４が示す数字のシンボル６４と一致する場合に、使用者は、新しい水ろ過カートリッジ２０が設置されるべきであることを要求される。５，１０等のグループで１ないし１００からなる数を表わす線のような他の表示が、１２のシンボル６０の代わりに、平坦な第２の上部分４２上に印され得る。この場合、ポインター６４は、フイルターカートリッジの使用毎に、１つの線だけ進められ、収集部２４が約１リットルの浄化された水を収容するように形成されている場合には、１００個の使用の後に、使用者にカートリッジを交換するように示す。ディメンション、形状、材料の選定、配置、並びに部品の交換における他の規定の変更は、本発明の範囲が請求の範囲により厳密に規定されているように、この分野の者にとってなされるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年５月２２日【補正内容】明細書水ろ過カートリッジ本発明は、中を水が通り、また水に溶解しない顆粒状の浄化剤を含む、手で持つ水ろ過システムに使用されるろ過カートリッジに関する。本発明の背景水を浄化するための活性炭並びに／もしくはイオン交換材のような顆粒状の浄化剤を利用した種々の手で持つ装置が知られている。これら装置の例とし、米国特許Ｎｏ．４，３０６，９７１（Ｈａｎｋａｍｍｅｒ）、米国特許Ｎｏ．４，８９５，６４８（Ｈａｎｋａｍｍｅｒ）、米国特許Ｎｏ．４，９６９，９９６（Ｈａｎｋａｍｍｅｒ）、並びに、米国特許Ｎｏ．５，０４９，２７２（Ｎｉｅｗｅｇ）がある。一般的に、これら装置は、浄化される水を保持し、かつ通す大きな漏斗形状部材と、この漏斗形状部材の流路内に位置され、取り外し可能なろ過カートリッジと、浄化された水のための収集ビーカとを有する。このろ過カートリッジは、これを水が透過するように基本的には構成され、上記顆粒状の活性炭並びに／もしくはイオン交換材を収容している。これらろ過カートリッジは、代表的には、安価なプラスチック材で構成され、顆粒状の浄化剤がその効果を無くしたときに、代表的には、通常の家庭での使用の約１カ月の後（即ち、約１００リットルの水が浄化された後）に、破棄されるようにデザインされている。ろ過カートリッジを流れる水の流速は、効果的な水の浄化にとって重要である。イオン交換並びに浄化を可能にするように、ろ過カートリッジ内で水を所定の時間含ませることが必要である。しかし、カートリッジを流れる流速が遅すぎると、不十分な量の水が、ろ過システムの使用者を満足させる時間フレーム内でろ過される。米国特許Ｎｏ．４，８９５，６４８（Ｈａｎｋａｍｍｅｒ）［ＥＰ− Ａ−０３４０３８２と等しい］並びに公開されたＵＫ特許出願Ｎｏ．ＧＢ−Ａ− ２１９７６４７（Ｃｌａｒｋｅｅｔａｌ．）の主題のような既知のろ過カートリッジは、カートリッジ中を水が通過している間に、カートリッジ内の顆粒状の浄化材を捕獲するように非常に小さい複数の水流開口のアレイに依存している。このような形態で接続される欠点がある。水流開口のサイズは、カートリッジ内の顆粒状の浄化剤を捕獲するために非常に小さいことが必要であり、このようなサイズは、少量の水しか所定の時間でろ過カートリッジの開口を通ることができないので、全部の水のろ過のためには大きい時間ロスを生じさせる。さらに、水流開口で捕獲され、塞ぎ、かくして流速をさらに減じる顆粒状の浄化剤の粒子に対する可能性がある。他の問題は、ろ過カートリッジを介する収集ビーカの外での空気の通気に関してである。ある従来技術の解決は、漏斗形状のチャンネル部材内の水のトップレベルの上方に常時残るように、漏斗形状のチャンネル部材のトップレベルの上方へと上に突出する中空の通気チューブと共に使用するようにろ過カートリッジを設計することである。しかし、このようなシステムは、製造費がかかり、一般に使用されない。他の既知の水ろ過カートリッジは、顆粒状の浄化剤を保持するようにカートリッジの上並びに底端に形成された水流開口に近接して配置された、ほぼ平坦なフエルト状のプラスチックもしくは布で形成された二次フイルターを備えている。このような装置は、外ハウジングに大きい水流開口を設けることを可能にしている。このような大きい開口は、ろ過カートリッジ中で急激な流速の水流を生じさせる。これらカートリッジは、比較的有効ではあるが、製造費が高く、また、異なる使用の適用のために水流の流速を変えるのに装置に重大な付加の技術を必要とする。さらに、上並びに底の二次フイルターは、ろ過カートリッジの夫々異なる上並びに底のディメンションと適合するように異なるサイズにしなければならない。また、上二次フイルターは、適当な空気の換気を果たすように構成されなければならないカートリッジのキャップの一般的な形状と対応するように、代表的には円錐形である。従って、上並びに底二次フイルターの夫々は、異なるサイズと形状のモールドもしくはダイを使用して、別々に製造されなければならない。さらに、二次フイルター、特に、上二次フイルターをろ過カートリッジの上キャップに取着させるために、ある形態の取着手段を使用しなければならない。この目的のために、米国特許Ｎｏ．５，０４９，２７２（Ｎｉｅｗｅｇ）に記載されているような、プラスチック溶着がときには使用される。この工程は、組み立てを複雑にし、また、製造費を高騰させる。代わって、混合され、直径に比べて非常に長いコン織りファイバーからなる、軽く、けば立って、緩くパックされたファイバー材より構成された上並びに下二次フイルターの使用が、公開されたＰＣＴ出願Ｎｏ．ＷＯ−Ａ−８９／００９７７にて提案されている。しかし、このようなデザインのカートリッジは、上述した通常の円錐キャップの工業的に標準のデザインはしていなく、また、上述したように組み立てを容易にするようにキャップ内に上二次フイルターを保持するための手段が、この公知例には設けられていない。ほぼ平坦なフエルト状のプラスチックもしくは布で形成された二次フイルターを使用した上記従来技術は、さらに、以下のような欠点がある。ろ過カートリッジが試用期間を越えて使用されると、顆粒状の浄化剤の細かい粒子の配置のずれやパッキングが、特に顆粒状の浄化剤の底端近くの二次フイルターで生じる。二次フイルターでの細かい粒子のずれは、二次フイルターを詰まらせ、かくして、期限外のろ過カートリッジの流速を遅くする。この影響は、カートリッジが使用の間で乾燥している場合には、より顕著となる。このような流速の低下は、一般的に望ましくなく、使用者をいらいらさせる。発明の概要本発明の主目的は、上述したような従来技術での欠点を克服することである。本発明のさらなる目的は、使用者に受け入れられ得る使用期間で充分な量を処理しながら、水を効果的に浄化するのに適した水の流量を達成可能な、改良された水ろ過カートリッジを提供することである。本発明のさらなる目的は、使用期間を過ぎても最適の設定された水の流速を実質的に維持し、また、二次フイルターでの細かい粒子の変位による流速の顕著な低下が生じない、改良された水ろ過カートリッジを提供することである。本発明のさらなる目的は、構成部材が上述した従来のものよりも安価に製造できて容易に組み立てられ、また、カートリッジの本体を製造するために使用された成型モールドの大幅な再考もしくは再加工が無く設定された水の流速が変わるように容易に変更可能な、改良された水ろ過カートリッジを提供することである。本発明に係われば、水を通すスクリーン状の端壁部を下端に有し、垂直軸を規定するほぼ切頭円錐形の容器部材と、前記容器部材にこれの垂直軸と同軸的に取着され、環状のリム部と、このリム部から下方に向かうのに従って内方に傾斜するように延び、周囲に配設された垂直方向に延びた多数の水入り口流れスロットを備えた第１の傾斜部と、ほぼ平坦な第２の上部分とを規定する中空でほぼ漏斗形状のカバー部材とを、水ろ過装置に使用されるために具備する形式の改良されたフイルターカートリッジが開示される。この改良されたカートリッジは、前記カバー部材内に摩擦係合して保持された、非平坦で圧縮可能なろ過材の第１の塊と、前記容器部材内に、端壁部に近接して配置された非平坦で圧縮可能なろ過材の第２の塊とを具備し、前記非平坦なろ過材の第１並びに第２の塊は、夫々、水に溶解しない物質の細かく柔軟性のある多数のファイバーにより構成されている。水に溶解しない顆粒状の浄化剤が、ろ過材の第２の塊の上に層をなすようにして前記容器部材内に収容されている。上方に向かうのに従って径方向内方に傾斜した一連の突出部を有するスプリット支持リングが、前記カバー部材のリム部の上に支持された状態で、カバー部材内に配置されている。前記非平坦なろ過材の第１の塊は、カバー部材内に、前記スリット支持リングにより圧縮されて保持されている。本発明の他の効果と、態様と、特徴とが、製造の部品と経済性と組み合わせ、並びに構成の関連した部材の動作及び機能の方法と共に、以下の詳細な説明、並びに以下に簡単に説明する添付図面を参照した請求の範囲により、より明らかになるであろう。図面の簡単な説明添付の図面の図１は、断面でしめされた手で持つ水ろ過システム内に配置された、本発明に係わる水ろ過カートリッジの斜視図である。図面の図２は、図１に示す水ろ過カートリッジの分解斜視図である。図面の図３は、顆粒状の浄化剤が湿っている、図１に示す水ろ過カートリッジの垂直中心線に沿う断面図である。図面の図４は、顆粒状の浄化剤が乾燥している、図３と同様の図である。図面の図５は、回転ポインターとカレンダー月シンボルとを詳細に示す、図１の水ろ過カートリッジの上面図である。図面の図６は、仮想線でポインターの回転を示す、図５と同様の図である。好ましい実施の形態の詳細な説明同じ参照符号がアナログ敵な構造を特定するために種々の図面で使用されている図面を参照して説明する。図面の図１は、本発明に係わる水ろ過カートリッジの好ましい実施の形態を、参照符号２０により示している。この、水ろ過カートリッジ２０は、手で持たれる水ろ過装置２２と共に使用するのに適している。この装置２２は、浄化される水を保持して通すのに適した、大きいほぼ漏斗形状部材２４を有している。この漏斗形状部材２４は、水ろ過カートリッジ２０を支持するようなサイズのフローチャンネル２６を有する。水の浄化は、水ろ過カートリッジ２０内で生じ（後で詳述する）、浄化された水は、収集部２８内に集められて保持される。図２に示すように、水ろ過カートリッジ２０は、垂直軸Ａ−Ａを規定し、下方に傾斜した、好ましくは、ほぼ切頭円錐形の容器部材３０を有する。この容器部材３０は、下端に、スクリーン状の端壁部３２（図３に最も良く示されている）を有する。このスクリーン状の端壁部３２は、容器部材３０の外に水を流すことを可能にしている。この容器部材３０は、容器３０の内面３１に続いていおり、容器部材３０の上開口端３８近くに配置された環状肩部４７を備えている。中空で、ほぼ切頭円錐形のカバー部材３６が、容器部材３０の上開口端３８に取着されている。このカバー部材３６は、装着されているときには、容器部材３０と同軸的であり、ほぼ平坦な第２の上部分４２に続いた上方に向かうのに従って内方に傾斜した第１の部分４０を規定している。この内方に傾斜した第１の部分は、互いにほぼ等しく離間した向きで、第１の部分の周りに配設され、垂直方向に延びた、多数の水入り口流れスロット４４を有する。平坦でなく圧縮可能な第１のろ過材の塊４６が、カバー部材３６の第１の部分４０の内壁面と圧縮して接触することにより、カバー部材３６内に摩擦係合して保持されている。この塊は、無定形で、詰め綿もしくは綿ボールの充填物と類似しており、水に溶解しない物質の細い柔軟性のある多数のファイバーにより構成されている。平坦でなく圧縮可能な第２のろ過材の塊４８が、容器部材３０内に、スクリーン状の端部壁３２に近接するようにして、位置されている。この第２のろ過材の塊４８は、第１のろ過材の塊４６と実質的に同じ材料で構成されている。そして、既知の顆粒状の浄化剤５０が、容器部材３０内に、第２のろ過材４８上に重ねられるようにして、収容されている。この顆粒状の浄化剤は、この分野では良く知られた通常のイオン交換材、活性炭、もしくは、これらの組み合わせにより、通常は構成されている。水の浄化は、上に成形された漏斗形状部材２４内の水が、カバー部材３６の傾斜した第１の部分４０に形成された水入り口流れスロット４４を伝って重力により下方に注がれるのに従って、果たされる。そして、水は、平坦でない第１のろ過材の塊４６中を流れ、ここで粗いろ過が生じる。さらに、水は、顆粒状の浄化剤５０を通ってろ過され、鉛、銅、亜鉛、塩素等の減少のような浄化が生じる。浄化の特別なパラメータは、いかなる所定の適用で使用される顆粒状の浄化剤５０の成分により決定され、また、所望の水浄化特性を果たすように変更され得る。そして、水は、平坦でない第２のろ過材の塊４８中を流れ、スクリーン状の端壁部３２の所で容器部材３０から出る。そして浄化された水は、収集部分２８内に滴下され、ここに、続く使用のために溜められる。前記平坦でなく圧縮可能な第１のろ過材４６は複数の機能を有する。即ち、第１に、上述したように、所定の粒状物の除去のようなある主の粗い浄化が、第１のろ過材の塊４６内を水が流れるのに従って生じる。さらに重要なことは、第２の塊４８と共に、第１の塊４６は、容器部材３０内に顆粒状の浄化剤５０を捕獲する。従って、水入り口流れスロット４４と、スクリーン状の端壁部３２の孔とは、夫々規定されたサイズでなくても良く、従来のものよりも比較的大きくても良い。これは、本発明では、これら部材４４，３２は、共に、顆粒状の浄化剤５０を保持する付加機能を果たすからである。かくして、水ろ過カートリッジ２０を通る水のより急激な流れが果たされる。平坦でなく圧縮可能な第１並びに第２のろ過材４６，４８の塊を構成するための好ましい材料は、熱接着される紡糸ポリエステル（化学的に接着される紡糸ポリエステルに対して）のような非方向性の紡糸ファイバーであるが、紡糸ポリエチレンを含む他の紡糸プラスチックが、この目的のために有用に使用され得る。また、第１並びに第２のろ過材４６，４８の塊の初期サイズは、容器部材３０とカバー部材３６との中に夫々挿入するための単一の充填が維持されるように、実質的に同じであることが良い。第１並びに第２のろ過材４６，４８の塊の柔軟性と圧縮性とは、これらが、カバー部材３６と容器部材４０との中に交換可能に好ましくは挿入され、かくして、組み立てを容易にし、製造費を減じるということを意味する。図３並びに４に示すように、平坦でなく圧縮可能な第１のろ過材の塊４６の使用は、水ろ過カートリッジ２０の操作においてさらなる重要な機能を果たす。平坦でなく圧縮可能な第１並びに第２のろ過材４６，４８の使用は、塊４６，４８が顆粒状の浄化剤５０が湿らされたときに自然に膨張することに対する補償を果たすように圧縮され得るので、水ろ過カートリッジを通る水の流れを規定する助けを果たす。図４は、カートリッジが新品で乾燥しているときの、第１並びに第２の塊４６，４８及び顆粒状の浄化剤５０の相対的な位置を示す。図５において、ために、好ましくは使用され得る。組み立ての間、ろ過材の第１の塊４６がカバー部材３６内へと押され、続いて、弾性プラスチック材で形成されたスリット支持リング５２が、スリットの周りで径方向に押圧されてカバー部材３６内に挿入され、この後で、この径方向の押圧が解除される。この解除により、スリット支持リングは、カバー部材３６内でもとの径になるように広がり、かくして、突出部５４がろ過材の第１の塊４６と係合して、この塊４６を保持するように位置される。このようにしてろ過材の第１の塊４６がカバー部材３６内に保持された状態では、スリット支持リング５２がカバー部材３６のリム部３４に保持並びに接触して支持されるようにして、カバー部材３６を容器部材３０（予め顆粒状の浄化剤が充填されている）内に容易にスナップ結合させることができる。このようなスナップ結合動作の間、カバー部材３６の環状のリム部３４は、容器部材３０の肩部４７により覆い重なった状態で係合されて、容器部材３０にカバー部材３６は取着した状態で保持される。カバー部材３６と容器部材３０との両者は、例えば、必要な程度の位置記憶特性を有する高密度ポリエチレンにより好ましくは形成され得る。また、このカバー部材３６は、完全な取り外しが必要でない場合には、容器部材３０に付加的に溶着され得る。説明された水ろ過カートリッジ２０の好ましい実施の形態において、カバー部材３６の平坦な第２の上部分４２は、容器部材３０の垂直軸と同軸的な、上方に傾斜した漏斗形状の円筒部５６を有する。この円筒部５６は、外周に環状に配設され、垂直方向に延びた換気スロット５８のアレイを有する。これら換気スロット５８は、水の流入により漏斗形状部材２４の下から空気が変位されるのに従って、水ろ過カートリッジ２０内を上方に流れる空気の流れを助長し、さらに、水ろ過カートリッジ２０を流れる水の量を多くする。通常の顆粒状の浄化剤は、代表的には、約１月の通常の家庭の使用（即ち、約１００リットルのろ過）の後、その効果を失う。使用者に、高水準の水の浄化を維持する助けのために、本発明の好ましい実施の形態は、新しい水ろ過カートリッジを水ろ過装置２２に設置するときであることを使用者に表示する要求システムを有する。図５並びに図６に示すように、この要求システムは、好ましくは、年の月に対応し、カバー部材３６の平坦な第２の上部分４２上に配置され、そし請求の範囲１．水を通すスクリーン状の端壁部を下端に有し、垂直軸を規定するほぼ切頭円錐形の容器部材と、前記容器部材にこれの垂直軸と同軸的に取着され、環状のリム部と、このリム部から下方に向かうのに従って内方に傾斜するように延び、周囲に配設された垂直方向に延びた多数の水入り口流れスロットを備えた第１の傾斜部と、ほぼ平坦な第２の上部分とを規定する中空でほぼ漏斗形状のカバー部材とを、水ろ過装置に使用されるために具備する改良されたフイルターカートリッジにおいて、前記カバー部材内に摩擦係合して保持された、非平坦で圧縮可能なろ過材の第１の塊と、前記容器部材内に、端壁部に近接して配置された非平坦で圧縮可能なろ過材の第２の塊とを具備し、前記非平坦なろ過材の第１並びに第２の塊は、夫々、水に溶解しない物質の細かく柔軟性のある多数のファイバーにより構成されており、また、このろ過材の第２の塊の上に層をなすようにして前記容器部材内に収容された、水に溶解しない顆粒状の浄化剤と、上方に向かうのに従って径方向内方に傾斜した一連の突出部を有し、前記カバー部材のリム部の上に支持された状態で、カバー部材内に配置されているスプリット支持リングとをさらに具備し、前記非平坦なろ過材の第１の塊は、カバー部材内に、前記スリット支持リングにより圧縮されて保持されていることを特徴とするフイルターカートリッジ。２．前記非平坦なろ過材の第１並びに第２の塊は、夫々、紡糸ファイバーの方向性を持たない集合体により構成されている請求項１のフイルターカートリッジ。３．前記紡糸ファイバーは、プラスチックファイバーである請求項２のフイルターカートリッジ。４．前記紡糸ファイバーは、熱接着されるポリエステルファイバーである請求項３のフイルターカートリッジ。５．前記紡糸ファイバーは、ポリプロピレンファイバーである請求項３のフイルターカートリッジ。６．前記カバー部材の第１の部分は、カバー部材の垂直軸と同軸的で、上方に向かって傾斜した円筒部を有し、この円筒部は、これの周方向に配設され、垂直方向に延びた排気スロットのアレイを有する、請求項１のフイルターカートリッジ。７．前記円筒部の基部に、これの周りで移動可能に、摩擦係合されたリング部材をさらに具備し、このリング部材は、前記平坦な第２の上部分上に、これに沿って径方向外方に延びたポインター部材を有し、このポインター部材は、前記平坦な第２の上部分上に設けられた複数のシンボルを指示するように前記垂直軸を中心として選択的に位置可能である、請求項１のフイルターカートリッジ。８．前記容器部材は、これの内面に連続すると共に、これの上開口に近接して配置された環状の肩部を有し、この環状の肩部は、前記環状のリム部と重なるようにして係合して、前記カバー部材を上述したように取着する請求項１のフイルターカートリッジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ０１Ｄ 29/08 ５４０Ａ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者モーゲンロス、ゲリーカナダ国、エル１エックス・１シー２、オンタリオ、ピッカリング、ブライドル・パス・サークル 1354 (72)発明者マツシタ、ロイカナダ国、エル０シー・１エイチ０、オンタリオ、サンダーランド、アール・アールナンバー５

Claims

【特許請求の範囲】１．水を通すスクリーン状の端壁部を下端に有し、垂直軸を規定するほぼ切頭円錐形の容器部材と、前記容器部材にこれの垂直軸と同軸的に取着され、環状のリム部と、このリム部から下方に向かうのに従って内方に傾斜するように延び、周囲に配設された垂直方向に延びた多数の水入り口流れスロットを備えた第１の傾斜部と、ほぼ平坦な第２の上部分とを規定する中空でほぼ漏斗形状のカバー部材と、このカバー部材内に摩擦係合して保持された、非平坦で圧縮可能なろ過材の第１の塊と、前記容器部材内に、端壁部に近接して配置された非平坦で圧縮可能なろ過材の第２の塊と、このろ過材の第２の塊の上に層をなすようにして前記容器部材内に収容された、水に溶解しない顆粒状の浄化剤とを具備する、水ろ過装置に使用されるフイルターカートリッジ。２．前記非平坦なろ過材の第１並びに第２の塊は、夫々、水に溶解しない物質の細かく柔軟性のある多数のファイバーにより構成されている請求項１のフイルターカートリッジ。３．前記非平坦なろ過材の第１並びに第２の塊は、夫々、紡糸ファイバーの方向性を持たない集合体により構成されている請求項２のフイルターカートリッジ。４．前記紡糸ファイバーは、プラスチックファイバーである請求項３のフイルターカートリッジ。５．前記紡糸ファイバーは、熱接着されるポリエステルファイバーである請求項３のフイルターカートリッジ。６．前記紡糸ファイバーは、ポリプロピレンファイバーである請求項３のフイルターカートリッジ。７．上方に向かうのに従って径方向内方に傾斜した一連の突出部を有するスリット支持リングをさらに具備し、このスリット支持リングは、前記カバー部材のリム部の上に支持された状態で、カバー部材内に配置されている、請求項１のフイルターカートリッジ。８．前記非平坦で圧縮可能なろ過材の第１の塊は、スリット支持リングによりカバー部材内に圧縮されて保持されている請求項７のフイルターカートリッジ。９．前記カバー部材の第１の部分は、カバー部材の垂直軸と同軸的で、上方に向かって傾斜した円筒部を有し、この円筒部は、これの周方向に配設され、垂直方向に延びた排気スロットのアレイを有する、請求項１のフイルターカートリッジ。１０．前記円筒部の基部に、これの周りで移動可能に、摩擦係合されたリング部材をさらに具備し、このリング部材は、前記平坦な第２の上部分上に、これに沿って径方向外方に延びたポインター部材を有し、このポインター部材は、前記平坦な第２の上部分上に設けられた複数のシンボルを指示するように前記垂直軸を中心として選択的に位置可能である、請求項１のフイルターカートリッジ。１１．前記容器部材は、これの内面に連続すると共に、これの上開口に近接して配置された環状の肩部を有し、この環状の肩部は、前記環状のリム部と重なるようにして係合して、前記カバー部材を上述したように取着する請求項１のフイルターカートリッジ。