KR20150003323A

KR20150003323A - 물 처리 카트리지

Info

Publication number: KR20150003323A
Application number: KR20147031837A
Authority: KR
Inventors: 스테판 엠 사녹키; 칸난 세샤드리
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2015-01-08
Also published as: US20130277298A1; WO2013158339A1; US9028690B2; TW201402187A; EP2838851A1; EP2838851A4; CN104220383A

Abstract

여과된 물의 저장소를 갖는 휴대용 물 처리 장치에 사용하기 위한 수동식 중력-유동 물 처리 카트리지는 내부에 느슨하게 배치되는 고체 미립자 물 처리 매질을 포함하는 복수의 격실을 한정하는 프레임워크를 포함하는 하우징을 포함한다.

Description

물 처리 카트리지{WATER TREATMENT CARTRIDGE}

본 발명은 일반적으로 물 처리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 워터 피처(water pitcher) 또는 물병과 같은 물 처리 장치와, 그러한 물 처리 장치에서 수돗물을 처리하기 위해 사용되는 물 처리 카트리지에 관한 것이다.

가정용 수돗물을 여과시키기 위한 중력-공급식(gravity-fed) 물 여과 장치가 종래 기술에서 알려져 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,225,078호(폴라스키(Polasky) 등)는 성형된 활성탄의 얇은 환형 디스크를 포함하는 콤팩트한 필터 요소 및 주연 환형 시일(seal) 요소를 포함하는 퍼-쓰루 피처(pour-through pitcher) 필터 조립체를 개시하고 있다.

공지된 중력-공급식 물 여과 장치는 낮은 유량과 제한된 여과 능력을 갖는 필터를 구비한다. 즉, 물이 그러한 필터 매질을 통해 유동할 수 있는 속도가 바람직하지 않게 낮고, 그러한 필터가 물로부터 제거할 수 있는 오염 물질의 유형은 제거될 수 있는 오염 물질의 유형 및 제거될 수 있는 오염 물질의 양 둘 모두에 관하여 제한된다. 그러한 필터는 또한 큰 경향이 있으며, 따라서 장치의 수용 용량의 상당 부분을 차지한다. 따라서, 그러한 필터는 장치의 크기를 증가시키거나, 장치의 저장 용량을 제한한다. 또한, 그러한 필터는 일반적으로 제조하기 어렵고/어렵거나 고가이며, 특정 미여과된 물 공급분(supply)의 요구를 충족시키도록 용이하게 맞추어질 수 없다.

공지된 물 필터 장치의 단점과 결점을 극복하는 물 처리 장치와 물 처리 장치에 사용하기 위한 물 처리 카트리지가 필요하다. 특히, 개선된 유량과 향상된 여과 능력을 갖는 물 처리 카트리지를 갖는 물 처리 장치가 필요하다. 즉, 종래의 물 필터보다 높은 유량을 갖는 그리고 그것이 제거할 수 있는 오염 물질의 유형 및 그것이 제거할 수 있는 오염 물질의 전체 양 둘 모두에 관하여 향상된 여과 능력을 갖는 물 처리 카트리지를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 소형이며 따라서 용기 부피를 덜 차지하고 더욱 소형의 물 처리 장치의 설계를 가능하게 하는 물 처리 카트리지를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 용이하게, 알맞게 제조될 수 있고 투입 물 공급분의 질에 따라 특정 물 공급분의 처리 요구를 충족시키도록 용이하게 맞추어질 수 있는 물 처리 카트리지를 제공하는 것이 바람직할 것이다.

일 실시 형태에서, 본 발명은 여과된 물의 저장소를 갖는 휴대용 물 처리 장치에 사용하기 위한 수동식 중력-유동 물 처리 카트리지를 제공한다. 물 처리 카트리지는 물 처리 장치 내에 제거가능하게 배치되도록 구성되는 하우징을 포함한다. 하우징은 복수의 셀 또는 격실을 한정하는 프레임워크(framework)를 포함하고, 고체 미립자 물 처리 매질이 격실 각각 내에 느슨하게 배치된다.

더욱 구체적인 태양에서, 하우징은 프레임워크의 주연부 주위로 연장되는 측벽을 포함할 수 있고, 하우징은 프레임워크의 대향측들에 인접하게 배치되는 유지 부재를 포함할 수 있다. 유지 부재는 물 처리 매질을 격실 내에 유지시키는 역할을 하고, 카트리지를 통한 물의 유동을 현저히 방해하지 않는다.

일 태양에서, 하우징은 입구측 및 출구측을 포함하고, 하우징은 입구측 및 출구측 중 적어도 하나에 인접하게 배치되는 유동 조절 부재를 포함할 수 있다. 유동 조절 부재는 예를 들어 하우징의 전체 출구측에 걸쳐 배치되는 스크림(scrim), 스크린, 부직포 또는 직포 천 재료일 수 있다.

더욱 구체적인 태양에서, 유동 조절 부재는 물 처리 표면적의 100 제곱 센티미터당 분당 약 2리터(2 lpm/100㎠) 이하로 물 처리 매질을 통한 물의 유동을 제한할 수 있다. 다른 태양에서, 물 처리 카트리지는 약 302 리터(80 갤런) 이상의 용량에 대해 NSF 표준 42를 통과한다.

일 실시 형태에서, 유동 조절 부재는 섬유질 부직포 재료를 포함할 수 있다. 유동 조절 부재는 또한 섬유질 부직포 재료 내에 혼입되는 활성탄 입자를 포함할 수 있다. 다양한 태양에서, 고체 미립자 물 처리 매질은 이온 교환 수지와 활성탄의 조합을 포함할 수 있고, 활성탄은 약 30 μm이상 및 약 800 μm이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있으며, 그리고/또는 각각의 격실은 물 처리 매질이 그의 건조 상태에 있을 때 약 80 부피% 미만의 물 처리 매질을 포함할 수 있다.

다른 특정 태양에서, 하우징의 입구측은 약 20㎠ 이상 및 약 250㎠ 이하의 물 처리 표면적을 가질 수 있고, 하우징의 입구측으로부터 하우징의 출구측까지의 거리는 약 0.65 cm 이상 및 약 5 cm 이하의 길이를 갖는 유로를 한정할 수 있으며, 각각의 격실은 약 0.25㎤ 이상 및 약 10㎤ 이하의 부피를 가질 수 있고, 하우징은 약 0.005 이상 및 약 0.05 이하의 두께 대 단면적 비를 가질 수 있으며, 그리고/또는 1.9 cm(3/4인치)의 압력 수두에서 물 처리 카트리지를 통한 물의 유량은 5.1 cm(2인치)의 압력 수두에서 분당 약 0.03 리터(0.03 lpm) 이상 및 약 5.0 lpm 이하일 수 있다.

다른 태양에서, 하우징은 사출 성형된 열가소성 중합체일 수 있거나, 또는 하우징은 팽창된 오프셋 본딩된 필름(expanded off-set bonded film)으로 형성될 수 있고, 그에 의해 함께 본딩된 필름의 스트립이 그것들이 팽창될 때 격실을 생성한다. 각각의 격실은 육각형 단면 형상을 가질 수 있고, 그에 따라 벌집형 구조를 갖는 프레임워크를 형성할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 발명은 각각이 고체 미립자 물 처리 매질을 포함하는 복수의 격실을 포함하는 하우징과, 물 처리 매질을 통한 물의 유동을 제한하도록 배치되는 유동 조절 부재를 포함하는 물 처리 카트리지를 제공한다.

또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 저장소를 한정하는 용기; 저장소 내에 제거가능하게 배치되도록 구성되고, 복수의 격실을 한정하는 프레임워크를 포함하는 하우징, 프레임 워크의 주연부 주위로 연장되는 측벽, 프레임워크의 대향측들에 인접하게 배치되는 개방 스크림, 및 물 처리 매질을 통한 물의 유동을 제한하도록 배치되는 부직포 웨브를 포함하는 물 처리 카트리지; 및 격실 각각 내에 느슨하게 배치되는, 적어도 활성탄과 이온 교환 수지를 포함하는 고체 미립자 물 처리 매질을 포함하는 물 처리 장치를 제공한다.

본 명세서에 기술된 물 처리 카트리지의 소정 실시 형태의 이점은 예를 들어 그것이 상이한 최종 사용 응용에 용이하게 맞추어지거나 그것에 맞게 만들어질 수 있는 융통성 있는, 다목적의 그리고/또는 적응가능한 설계를 갖는다는 것이다. 예를 들어, 물 처리 카트리지는 상이한 크기와 형상을 갖는 물 처리 장치에 사용되도록 용이하게 구성될 수 있고, 물 처리 매질은 상이한 오염 물질을 함유한 물 공급분을 처리하거나 상이한 처리 요구조건을 갖도록 맞추어질 수 있다. 또한, 소정 실시 형태에서, 물 처리 카트리지는 높은 유량을 가질 수 있다. 이는 물 처리 카트리지가 물 처리 장치의 보다 적은 부피를 차지하는 얇고, 낮은 프로파일 또는 그 밖의 소형 설계를 갖도록 허용한다. 따라서, 물 처리 장치의 크기가 장치의 수용 능력을 감소시킴이 없이 감소될 수 있거나, 또는 주어진 크기의 장치가 보다 큰 저장 용량을 가질 수 있다. 또한, 소정 실시 형태들은 유연 제조 공정에 적합하다.

본 발명이 첨부 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 물 처리 카트리지의 부분 절개 사시도이다.
<도 2>
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취한 단면도이다.
<도 3>
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 물 처리 카트리지를 수용하도록 구성된 워터 피처의 사시도이다.
<도 4>
도 4는 물 처리 카트리지가 내부에 설치된 도3의 워터 피처의 단면도이다.

이제 수개의 도면 전반에 걸쳐 동일 도면 부호가 동일하거나 상응하는 특징부 또는 부품을 가리키는 도면을 참조하면, 도1 내지 도4는 수동식 물 처리 장치(4)(도4) 내에 제거가능하게 배치되도록 구성되는 중력-유동 물 처리 카트리지(2)를 도시한다. 일 태양에서, 물 처리 장치(4)는 독립형(freestanding)이고 휴대용이다. 즉, 이 장치(4)는 배관되거나 물 공급원에 직접 연결되지 않고, 특정 위치에 장착되거나 설치되지 않는다. 오히려, 처리 장치(4)는 하나의 위치로부터 다른 위치로 용이하게 이동될 수 있다. "중력-공급식"은 일반적으로 미여과된 물이 물 처리 카트리지(2)를 통해 자유로이 유동하도록 허용하는 것을 지칭한다. 즉, 미여과된 물은 가압되지 않고, 물이 물 처리 카트리지(2)를 통과할 때 그것에 작용하는 유일한 압력은 물의 유입 유동에 기인하는 압력과 중력에 기인하는 압력이다. 도시된 실시 형태에서, 물 처리 장치(4)는 워터 피처이다. 다른 실시 형태에서, 물 처리 장치는 예를 들어 유리 물병(carafe), 물병, 컵, 포트(pot), 또는 적합하게 형상화된 카트리지를 수용하도록 구성된 임의의 용기일 수 있다.

도1 및 도2를 참조하면, 물 처리 카트리지(2)는 복수의 셀 또는 격실(10)을 한정하는 내부 그리드(grid) 또는 프레임워크(8)를 갖는 하우징(6), 프레임워크(8)의 주연부 주위로 연장되는 외부 측벽(12), 하우징(6)의 대향측들에 배치되는 제1 및 제2 매질 유지 부재(14, 16), 각각 제1 및 제2 매질 유지 부재(14, 16)의 대향측들에 배치되는 선택적인 상류 및 하류 유동 조절 부재(28, 30), 및 격실(10) 내에 배치되는 미립자 물 처리 매질(18)을 포함한다. 예시적인 목적을 위해, 상류 유동 조절 부재(28)가 밑에 있는 제1 유지 부재(14), 프레임워크(8) 및 물 처리 매질(18)을 더욱 명확하게 드러내도록 도 1에 부분적으로 절개되어 도시되어 있다.

도시된 실시 형태에서, 하우징(6)은 대체로 난형(oval) 형상을 갖는다. 원형, 정사각형 또는 직사각형과 같은 다른 형상과 크기를 갖는 하우징이 고려된다. 하우징(6)의 크기와 형상은 예를 들어 물 처리 장치(4) 내의 개구의 크기와 형상에 의존할 수 있다.

도시된 실시 형태에서, 프레임워크(8)는 벌집형 구조체를 한정하는 벽 또는 파티션(8a)을 포함하고, 각각의 격실(10)은 형상이 원주형이고 육각형이다. 즉, 도시된 실시 형태의 각각의 격실(10)은 약간 긴 육각 프리즘의 형상을 갖는다. 다른 크기, 형상 및 구조를 갖는 프레임워크와 격실이 고려된다. 예를 들어, 프레임워크(8)는 직선 그리드, 선형 파티션과 동심원으로 형성되는 그리드를 포함할 수 있거나, 또는 프레임워크(8)는 불규칙 패턴을 가질 수 있다. 격실(10)은 예를 들어 정사각형, 직사각형, 삼각형, 난형, 원형, 또는 그러한 형상의 조합과 같은 형상의 개구(11)를 구비할 수 있다. 각각의 격실(10)의 대응하는 상류 및 하류 개구(11)는 동일한 크기와 형상을 가질 수 있거나, 또는 그것들은 상이할 수 있다. 예를 들어, 상류 개구는 하류 개구보다 클 수 있다. 또한, 파티션(8a)은 물이 격실(10)을 통해 유동할 때 혼합을 촉진시키거나 달리 난류를 생성하여 이에 의해 물과 미립자 물 처리 매질(18) 사이의 상호작용을 증가시키기 위한 특징부를 포함할 수 있다.

일 실시 형태에서, 하우징(6)은 폴리프로필렌과 같은 합성 플라스틱 재료로 형성될 수 있다. 하우징(6)은 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 하우징(6)은 열가소성 중합체 재료를 사출 성형함으로써, 또는 열가소성 중합체 재료가 다이를 통해 압출되고 슬라이스로 커팅되어 원하는 두께를 갖는 하우징을 생성해주는 압출법에 의해 형성될 수 있다. 하우징(6)은 또한 팽창된 오프셋 본딩된 필름으로부터 형성될 수 있다. 이 과정에서, 필름의 스트립이 규칙적인 오프셋 간격을 두고 함께 본딩되고, 필름이 팽창될 때 격실(10)이 형성된다. 하우징(6)은 다른 방법에 의해, 예를 들어 폼-인-플레이스(form-in-place) 열경화성 재료를 사용함으로써, 스테레오리소그래피(stereolithography), 3D프로토타이핑(prototyping), 또는 플라스틱 블랭크로부터의 기계가공에 의해 제조될 수 있다.

고체 물 처리 매질(18)은 격실(10)의 각각 내에 느슨하게 배치된다. 선택된 특정의 물 처리 매질(18)은 그것이 원하는 기능을 제공하는 한 특별히 중요하지는 않다. 일 실시 형태에서, 물 처리 매질(18)은 미립자, 과립 또는 비드형(bead-like) 물 처리 매질을 포함한다. 적합한 물 처리 매질은 예를 들어 활성탄과 이온 교환 수지를 포함한다. 적합한 과립 활성탄 재료는 일본 오사카 소재의 구라레이 케미컬 컴퍼니(Kuraray Chemical Company)로부터 상표명 150MP로 입수가능하다. 적합한 이온 교환 수지는 미국 뉴저지주 웨스트 베를린 소재의 레진테크 인크.(Resintech, Inc.)로부터 입수가능한 WACG(약산 양이온 교환 겔(weak acid cation exchange gel))이다.

도2에 예시된 실시 형태에 도시된 바와 같이, 물 처리 매질(18)은 활성탄 물 처리 매질(20)과 이온 교환 수지(22)의 조합을 포함할 수 있다. 활성탄(20)과 이온 교환 수지(22)는 각각의 격실(10) 내에서 대체로 균일하게 혼합될 수 있거나, 또는 활성탄(20)과 이온 교환 수지(22)는 각각의 격실(10) 내에 어느 정도 별개의 층으로서 배치될 수 있다. 특정 실시 형태에서, 물 처리 카트리지(2)는 입구측(24)과 출구측(26)을 포함하고, 각각의 격실(10) 내에서, 활성탄 입자(20)는 대부분 물 처리 카트리지(2)의 입구측(24)에 인접하게 배치되며, 이온 교환 수지 비드(22)는 대부분 물 처리 카트리지(2)의 출구측(26)에 인접하게 배치된다. 이러한 방식으로 배치되면, 격실(10)을 통과하는 미여과된 물은 우선 활성탄 처리 매질(20)을 통해 유동할 것이고, 이어서 이온 교환 처리 매질(22)을 통해 유동할 것이다.

다른 실시 형태에서, 물 처리 카트리지(2)는 각각이 단일 유형의 물 처리 매질(18)을 포함하는 복수의 별개의 층을 포함할 수 있고, 이 층들이 조합되거나 서로 위에 적층되어 복합 물 처리 카트리지를 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 처리 카트리지(2)가 특정 최종-사용 응용에 용이하게 맞추어질 수 있다. 이는 미여과된 물의 주어진 공급분에 대해 필요한 물 처리의 유형과 필요한 물 처리의 정도가 물 공급분의 질에 따라 변할 수 있기 때문에 바람직하다.

특정 실시 형태에서, 활성탄은 약 20μm이상, 약 30 μm이상, 또는 약 40 μm이상의 평균 입자 크기와, 약 800 μm이하, 약 600 μm이하, 약 400 μm이하, 또는 약 200 μm이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 이온 교환 수지는 약 60μm이상, 약 100 μm이상, 또는 약 200 μm이상의 평균 입자 크기와, 약 1000 μm이하, 약 800 μm이하, 약 600 μm이하, 또는 약 400 μm이하의 평균 입자 크기를 갖는다. 물 내에서 이온 교환 수지(22)의 팽창을 허용하기 위해, 각각의 격실(10)은 물 처리 매질(18)이 그의 건조 상태에 있을 때 약85 부피%, 80 부피%, 75 부피% 또는 70 부피% 미만의 물 처리 매질을 포함할 수 있다. 즉, 각각의 격실(10)의 부피의 적어도 15%, 20%, 25% 또는 30%가 사용 중에 이온 교환 수지가 팽창되도록 허용하기 위해 사용 전에 빈 상태로 남겨질 수 있다. 이온 교환 수지의 건조 상태는 대기 조건 하에서의 물 처리 매질(18)의 상태를 지칭한다. 건조 상태는 예를 들어 공기 중의 습기로부터의 잔류 수분을 포함할 수 있다.

활성탄 입자(20)는 다양한 기술을 사용하여 제조될 수 있고, 그것들이 물 내에 존재하는 오염 물질을 제거할 수 있도록 처리될 수 있다. 그러한 오염 물질은 예를 들어 살균 관련 오염 물질 및 살균 부산물(예컨대, 염소, 클로라민, 하이포아염소산염, 할로알케인(트리할로메탄과 같은), 할로산, 아염소산염, 염소산염 및 과염소산염, 질산염 및 아질산염)뿐만 아니라, 식물 물질의 자연적 분해에 기인하는 유기 부식산 화합물 및 유도체를 포함한다.

이온 교환 수지(22)는 마크로다공성(macroporous) 수지 또는 겔을 포함할 수 있다. 이온 교환 수지(22)는 특히 다가 양이온, 중금속, 비소 화합물, 질산염과 같은 질소 함유 화합물, 라듐과 같은 방사성 핵종, 납 및 납 화합물을 제거할 수 있도록 화학적으로 구성된다. 보다 일반적으로, 이온 교환 수지(22)는 그러한 수단에 의해 제거될 수 있는, 전형적인 음료수 또는 우물 물에서 발견될 수 있는 바와 같은 오염물 또는 오염 물질로 일반적으로 여겨지는 화합물에 대한 친화성을 갖도록 구성된다. 상이한 이온 교환 수지가 또한 물로부터 바람직하지 않은 오염 물질을 선택적으로 제거하기 위해 조합되어 사용될 수 있다. 적절한 이온 교환 수지의 선택은 처리될 물의 특성과 질에 부분적으로 의존할 것이다. 이온 교환 수지는 예를 들어 물로부터 구리, 납 또는 카드뮴과 같은 바람직하지 않은 금속 이온을 제거하여 그것들을 나트륨 및 칼륨과 같은 더욱 무해한 이온으로 대체하기 위해 사용될 수 있다.

이온 교환 수지와 활성탄에 더하여, 다른 활성 매질이 사용될 수 있다. 이것들은 예를 들어 킬레이트제(chelating agents)와, 알루미노규산염 및 제올라이트와 같은 무기 염으로 구성되는 입자를 포함할 수 있다. 다른 활성 매질은 킬레이트 성분(moiety)과, 특정 오염 물질과 특정 상호작용을 갖는 친화성 리간드(ligand)를 함유하는 입자를 포함한다. 다른 물질은 오염 물질과 물질 사이의 산-염기 상호작용 또는 수소 결합 상호작용을 제공할 수 있는 루이스 산 및 염기 사이트와 같은 표면 활성 사이트를 갖는다.

미립자 물 처리 매질에 더하여, 다른 유형의 물 처리 매질이 물 처리 카트리지(2) 내에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 모놀리스(monolith)와 같은 폼-인-플레이스 매질이 사용될 수 있다. 그러한 매질의 경우에, 각각의 격실(10)이 기능성 및 가교 모노머로 충전될 수 있고, 이 모노머는 적합한 수단을 사용하여 반응될 수 있다. 이러한 방식으로, 기능성 모노머는 전술된 미립자 매질 내에 존재하는 것과 화학적으로 유사한 기능성 성분을 함유할 것이다. 모놀리스의 제조가 예를 들어 문헌 ["Monolithic Materials: Preparation, Properties and Applications (Journal of Chromatography Library), eds. F. Svec, T.B. Tennikova and Z. Deyl, (2003)]에 기재되어 있다.

매질 유지 부재(14, 16)는 물 처리 매질(18)을 하우징(6)의 격실(10) 내에 유지시키도록 배치된다. 유지 부재(14, 16)는 하우징(6)을 통한 물의 유동을 현저히 방해하도록 의도되지 않는다. 따라서, 물은 유지 부재(14, 16)를 통해 용이하게 유동하고, 물 처리 매질(18)은 격실(10) 내에 수용된다. 물 처리 매질(18)을 격실(10) 내에 유지시키기 위해, 유지 부재(14, 16)는 하우징(6)의 입구측(24) 및 출구측(26) 둘 모두의 전체에 걸쳐 배치된다. 유지 부재(14, 16)는 예를 들어 스크림, 스크린, 섬유질 매질과 같은 부직포 재료, 또는 천과 같은 직포 재료를 포함할 수 있다. 스크림은 예를 들어 스펀본드 나일론, 또는 스펀본드 열가소성 웨브나 적합한 스테이플 섬유로부터 카딩된(carded) 웨브 중 어느 하나로부터 준비된 하이드로인탱글드(hydroentangled) 웨브와 같은 합성 친수성 플라스틱 재료로 형성될 수 있다. 적합한 스크린은 예를 들어 열가소성 합성 재료, 또는 금속과 같은 다른 적합한 재료로부터의 직포로부터 제조될 수 있다. 적합한 스크린은 일반적으로 여전히 물이 물 처리 카트리지(2)를 통해 용이하게 유동하도록 허용하면서 격실(10) 내에 미립자 매질을 유지시키기 위해 당업자에 의해 선택될 수 있는, 메시 크기 또는 섬유 직경과 같은 소정 특징부에 의해 특징지어질 수 있다.

물 처리 카트리지(2)의 일 태양에 따르면, 물 처리 카트리지(2)는 하우징(6)의 입구측(24)에 인접하게 배치되는 선택적 상류 유동 조절 부재(28)를 포함할 수 있다. 도1에서, 상류 유동 조절 부재(28)는 밑에 있는 매질 유지 부재(14), 하우징(6) 및 물 처리 매질(18)을 용이하게 볼 수 있게 하기 위해 부분적으로 절개되어 도시된다. 상류 유동 조절 부재(28)에 대해 대안적으로 또는 그것에 더하여, 하류 유동 조절 부재(30)가 하우징(6)의 출구측(26)에 인접하게 제공될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 유지 부재(14, 16) 중 하나 또는 둘 모두가 또한 유동 조절 부재(28, 30)의 역할을 할 수 있는 것이 인식될 것이다. 이 경우에, 제1 유지 부재(14)와 상류 유동 조절 부재(28)가 조합될 수 있고, 제2 유지 부재(16)와 하류 유동 조절 부재(30)가 조합될 수 있는 것이 인식될 것이다. 즉, 별개의 유지 부재(14, 16)와 유동 조절 부재(28, 30)가 요구되지 않는다. 유동 조절 부재(28, 30)는 예를 들어 스크림, 스크린, 부직포 또는 천 재료를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 유동 조절 부재(28, 30)는 섬유질 부직포 재료를 포함할 수 있다.

더욱 구체적인 실시 형태에서, 유동 조절 부재(28, 30)는 또한 섬유질 부직포 재료 내에 혼입되는, 활성탄 입자와 같은 입자를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 유지 부재(14, 16) 및/또는 유동 조절 부재(28, 30)는 처리 입자 또는 다른 물 처리 재료를 포함할 수 있다. 특정 실시 형태에서, 유지 부재(14, 16) 및/또는 유동 조절 부재(28, 30)는 입자 함유(particle loaded) 부직포 웨브일 수 있다. 적합한 처리 입자는 예를 들어 비결정질 규산 마그네슘(예컨대, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수가능한 CM-111 코즈메틱 마이크로스피어즈(Cosmetic microspheres)) 또는 미국 뉴저지주 뉴어크 소재의 그래버 테크롤로지즈 인크.(Graver Technologies Inc)로부터 입수가능한 메트소브(Metsorb) HMRG 내의 것과 같은 무기 입자를 포함한다. 그러한 섬유질 부직포 재료의 구성이 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함되는 PCT 공개 WO 2010/118112 A2(울프(Wolf) 등)에 기재되어 있다. 이들 예시적인 재료의 입자 크기와 형태(morphology)는 특정 최종 사용 응용에 적합하도록 당업자에 의해 조절될 수 있다.

전술된 입자 함유 웨브에 더하여, 다른 유동 조절 부재(28, 30)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 제지에 채용된 것과 유사한 공정에 의해 제조될 수 있는 웨트-레이드(wet-laid) 재료가 사용될 수 있다. 하나의 그러한 웨트-레이드 재료는 PCT 공개 WO 2011/156255(담테(Damte) 등)에 기재된 바와 같은 다공성 중합체 섬유 매트릭스 내에 포획된 입자를 포함한다. 다른 예는 미국 특허 출원 공개 제2011/0006007호(쿠루츠(Kuruc) 등) 및 제2012/0009569호(크쉬르사가(Kshirsagar) 등)에 기재된 것과 같은 소결된 중합체 재료이다.

유동 조절 부재(28, 30)는 물 처리 매질(18)을 통한 물의 유량을 한정하거나 제어하기 위해 사용되며, 그에 의해 물 처리의 정도가 최적화될 수 있다. 즉, 하나 이상의 유동 조절 부재(28, 30)가 물 처리 매질(18)을 통한 물의 유동을 제한하거나 느리게 하여, 그에 의해 물이 물 처리 매질(18)과 접촉하는 시간의 양을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 유동 조절 부재(28, 30)가 제공되고, 유동 조절 부재는 물 처리 매질(18)을 통한 물의 유동을 물 처리 표면적의 100 제곱 센티미터당 분당 약2리터(2 lpm/100㎠) 이하로 제한하는 역할을 한다. "물 처리 표면적"은 격실(10)의 상류 개구의 조합된 면적을 지칭한다. 즉, 각각의 격실(10)이1 ㎠의 면적을 갖는 상류 개구를 구비하고, 물 처리 카트리지(2)가 50개의 격실(10)을 구비하면, 물 처리 표면적은 50 ㎠일 것이다. 일 실시 형태에서, 하우징(6)의 입구측(24)은 약 20 ㎠ 이상, 약 40 ㎠ 이상 또는 약 60 ㎠ 이상의 물 처리 표면적과, 약 250 ㎠ 이하, 약 200 ㎠ 이하 또는 약 150 ㎠ 이하의 물 처리 표면적을 갖는다.

다른 태양에서, 하우징(6)의 입구측(24)으로부터 하우징(6)의 출구측(26)까지의 거리는 유로(32)를 한정하고, 유로(32)는 약 0.2 cm 이상, 약 0.4 cm 이상 또는 약 0.6 cm 이상의 길이와, 약 7 cm 이하, 약 5 cm 이하 또는 약 3 cm 이하의 길이를 갖는다.

다른 태양에서, 각각의 격실(10)은 약 0.25㎤ 이상, 약 0.5㎤ 이상 또는 약 1.0㎤ 이상의 부피와, 약 10㎤ 이하, 약 7㎤ 이하 또는 약 4㎤ 이하의 부피를 갖는다. 다른 태양에서, 유로(32)의 길이 대 격실의 평균 단면적 비는 약 0.25 이상, 약 0.5이상 또는 약 0.87 이상이고, 유로 길이 대 격실의 평균 단면적 비는 약 20 이하, 약 10 이하 또는 약 5이하이다. 다른 태양에서, 하우징(6)의 두께 대 물 처리 표면적 비는 약 0.005 이상 및 약 0.05 이하이다.

도시된 실시 형태에서, 하우징(6)은 측벽(12)의 외주연부를 따라 배치되는 에지 밀봉 부재 또는 개스킷(34)을 포함한다. 이러한 방식으로 배치되면, 물 처리 카트리지(2)가 물 처리 장치(2) 내에 설치될 때, 에지 밀봉 부재(34)가 물 처리 장치(4)의 내벽 표면(36)(도 3)에 맞대어져 그것과 함께 시일을 형성한다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 물 처리 장치(4)의 내벽 표면(36)은 그 벽 표면(36)으로부터 내향으로 연장되는 레지(ledge)(36a)를 포함한다. 물 처리 카트리지(2)가 물 처리 장치(4) 내에 설치될 때, 물 처리 카트리지(2)가 레지(36a) 상에 놓이고, 물 처리 카트리지(2)의 에지 밀봉 부재(34)가 물 처리 장치(4)의 내벽 표면(36)과 함께 시일을 형성한다. 다른 실시 형태에서, 물 처리 카트리지(2)는 그것이 물 처리 장치(4) 내에 설치될 때 스냅-인(snap-in) 방식으로 배치되도록 설계될 수 있거나, 또는 물 처리 장치(4)와 물 처리 카트리지(2)는 물 처리 카트리지(2)가 물 처리 장치(4) 내에 꼭 끼워 맞추어지고 에지 밀봉 부재(34)가 물 처리 장치(4)의 내벽 표면(36)에 맞대어져 시일을 형성하는 지점까지 물 처리 카트리지(2)가 물 처리 장치(4) 내로 간단히 가압될 수 있도록 설계될 수 있다.

다른 밀봉 부재 구성과 배열이 고려된다. 예를 들어, 에지 밀봉 부재는 하우징의 원주를 통해 연장되는 수평 슬롯으로서 제공될 수 있으며, 여기에서 슬롯은 실리콘 고무 같은 유연성 재료로 제조되는 개스킷을 구비한다. 이 실시 형태에서, 에지 밀봉 부재(34)는 레지(36a) 상에 놓일 것이고, 유연성 개스킷은 물 처리 카트리지(2)와 물 처리 장치(4) 사이의 시일을 형성할 것이다. 그러한 실시 형태는 에지 밀봉 부재(34)와 물 처리 장치(4)의 내벽 표면(36) 사이의 효과적인 시일을 제공하는데 필요한 허용 오차에 있어 더욱 많은 자유를 제공하고, 제조 공정을 간단하게 한다.

다른 실시 형태에서, 에지 밀봉 부재(34)는 물 처리 카트리지(2)의 하우징(6)의 저부 표면의 주연부를 따라 제공될 수 있다. 예를 들어, 저부 표면은 하우징(6)의 저부의 원주를 따라 연장되는 o-링 또는 슬롯을 포함할 수 있고, 슬롯은 실리콘 고무와 같은 유연성 재료로 제조되는 개스킷을 구비할 수 있다. 이러한 방식으로 배치되면, 에지 밀봉 부재(34)는 레지(36a) 상에 놓일 것이고, 유연성 개스킷은 레지(36a)와 함께 시일을 형성할 것이다.

물 처리 장치(4)의 내벽 표면(36)은 또한 물 처리 카트리지(2)가 물 처리 장치(4) 내에 설치될 때 물 처리 카트리지(2)를 적소에 확고하게 로킹시키는 역할을 하는 돌출부(미도시)를 포함할 수 있다. 돌출부는 물 처리 카트리지(2)가 물 처리 장치(4) 내에 설치될 때 기계적 로크를 제공하기 위해 레지(36a)로부터 이격된 위치에 제공될 수 있고, 물 처리 카트리지(2)는 돌출부와 에지 밀봉 부재(34) 사이의 접촉점에 의해 제공되는 장력으로 인해 레지(36a)에 가압될 것이다. 따라서, 레지(36a)와 돌출부 사이의 거리는 하우징(6)의 저부 표면과 에지 밀봉 부재(34)의 상부 에지에 의해 한정되는 치수보다 약간 더 클 것이다.

도3에 도시된 실시 형태에서, 물 처리 장치(4)는 워터 피처이다. 워터 피처(4)는 저장소(38)를 한정하는 용기(44)를 포함한다. 물 처리 카트리지(2)가 내부에 설치된 워터 피처(4)를 도시한 도4를 참조하면, 물 처리 카트리지(2)는 저장소(38)를 물 처리 카트리지(2) 위에 위치되는 미처리된 물 격납 저장소(38a)와 물 처리 카트리지(2) 아래에 위치되는 처리된 물 격납 저장소(38b)로 분리한다. 미처리된 물 격납 저장소(38a)는 예를 들어 약 한 컵 이하, 약 두 컵 이하, 또는 약 세 컵 이하의 미처리된 물을 수용하도록 설계될 수 있고, 처리된 물 격납 저장소(38b)는 예를 들어 약 여섯 컵 이상, 약 여덟 컵 이상, 약 열 컵 이상, 약 열두 컵 이상, 또는 약 열네 컵 이상의 처리된 물을 수용하도록 설계될 수 있다. 따라서, 일 태양에서, 처리된 물 격납 저장소(38b)는 미처리된 물 격납 저장소(38a)의 부피의 약 2배 이상, 약 4배 이상, 약 6배 이상, 약 8배 이상, 약 10배 이상, 약 12배 이상, 또는 약 14배 이상이다.

물 처리 장치(4)를 사용하여 물을 처리하기 위해, 미처리된 수돗물(40a)이 물 처리 장치(4)의 상부 내로 그리고 미처리된 물 격납 저장소(38a) 내로 지향된다. 미처리된 수돗물(40a)은 이어서 물 처리 카트리지(2)로 유입된다. 미처리된 수돗물(40a)이 물 처리 카트리지(2)를 통과함에 따라, 원하지 않는 오염 물질이 제거된다. 처리된 물(40b)은 물 처리 카트리지(2)로부터 유출되고, 처리된 물 격납 저장소(38b) 내에 수집된다. 도시된 실시 형태에서, 처리된 물은 워터 피처(4)를 손잡이(46)를 사용하여 들어올리고 처리된 물이 주둥이(48)로부터 흘러나올 때까지 워터 피처(4)를 기울임으로써 워터 피처(4)로부터 분배될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 처리된 물이 처리된 물 격납 저장소(38b)로부터 용이하게 분배되도록 하기 위해서는, 물 처리 카트리지(2)가 주둥이(48)를 막지 않는다는 것이 인식될 것이다.

도 4에 도시된 실시 형태에서, 물 처리 카트리지(2)는 물 처리 장치(4) 내로의 물 처리 카트리지(2)의 설치를 용이하게 하기 위해, 그리고 물 처리 장치(4)로부터의 물 처리 카트리지(2)의 제거를 용이하게 하기 위해 손잡이(42)를 포함한다. 일반적으로, 1.9 cm(3/4인치)의 압력 수두에서 물 처리 카트리지(2)를 통한 물의 유량은 5 cm(2인치)의 압력 수두에서 분당 약 0.03 리터(0.03 lpm) 이상 및 약 5.0 lpm 이하이다. 일 실시 형태에서, 물 처리 카트리지(2)는 약 95 리터(25 갤런) 이상, 약 114 리터(30 갤런) 이상, 약 132 리터(35 갤런) 이상, 약 151 리터(40 갤런) 이상, 또는 약 302 리터(80 갤런) 이상의 용량에 대해 NSF 표준 42를 통과한다. 즉, 물 처리 카트리지(2)는 일반적으로 그것이 교체될 필요가 있기 전에 적어도 이러한 양의 물을 처리하도록 설계된다.

일 실시 형태에서, 물 처리 카트리지(2)는 입구 및 출구 개구를 포함하는 별개의 트레이 또는 저장소(미도시)와 협동하도록 구성된다. 트레이의 입구 개구는 물 처리 카트리지(2)가 트레이 내로 삽입되어 그 안에 끼워 맞추어지게 허용하도록 구성된다. 이는 예를 들어 전술된 레지(36a) 및/또는 돌출부를 사용하여 달성될 수 있다. 출구 개구는 여과된 물(40b)이 처리된 물 격납 저장소(38b) 내로 방해받지 않고 유동하게 허용하도록 설계된다. 별개의 트레이/저장소-카트리지 조합이 단일의 일회용 유닛으로서 설계될 수 있거나, 또는 카트리지가 그 유효 수명의 종료시에 제거될 수 있고 새로운 대체 카트리지가 트레이 내로 삽입될 수 있어, 그에 따라 트레이가 재사용가능하도록 설계될 수 있다. 별개의 저장소를 트레이에 제공하는 것은 그것이 상이한 압력 수두를 갖는 상이한 부피의 미처리된 물 격납 저장소를 구비한 물 처리 장치(4)의 설계를 허용한다는 점에서 융통성을 제공한다.

당업자는 본 발명의 개념으로부터 벗어남이 없이 전술된 실시 형태에 다양한 변화와 수정이 이루어질 수 있는 것을 인식할 수 있다. 예를 들어, 물 처리 카트리지는 타이머 또는 수명 종료 표시기를 포함할 수 있다. 타이머 또는 수명 종료 표시기는 예를 들어 염료가 시간의 함수로서 확산하는 확산 요소를 갖는 타임 스트립(time strip), 사전결정된 시간 구간으로부터 카운트다운하는 LCD 또는 LED 타이머, 또는 얼마나 많은 물이 카트리지를 통해 유동하였는지를 감지하는 전자 또는 전기화학 감지 장치일 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범주는 본 출원에 설명된 구조로 제한되는 것이 아니라 청구의 범위의 표현으로 설명된 구조 및 이 구조의 등가물에 의해 제한되어야 한다.

[실시예]

실시예1

니다-코어(Nida-Core)H11PP(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능함)와 유사한 구조상 벌집형 재료를 사용하여 본 발명에 따른 물 처리 카트리지 하우징을 준비하였다. 사용한 재료는 대략 12 mm 직경의 셀을 갖는 11 밀리미터(mm) 두께였다. 재료를 15.3 cm × 5.08 cm의 난형체(6.032 인치 × 2.832 인치)로 다이 커팅하였다. 이어서, 제곱 미터당 34 그램(34 gsm)의 나일론 스펀본드 스크림(미국 오하이오주 신시내티 소재의 미드웨스트 필트레이션(Midwest Filtration)으로부터 입수가능함)을 핫 글루(hot glue)를 사용하여 벌집형 구조체의 하나의 표면에 그리고 벌집형 구조체의 외주연부 주위에 도포하여 벌집형 구조체 상에 밀폐된 저부 표면을 형성하였다. 이는 미립자 탄소와 이온 교환 재료를 구조체 내에 수용하기 위한 격실을 확립하였다.

10 그램의 활성탄(일본 오사카 소재의 구라레이 케미컬 컴퍼니로부터 입수가능한, 80 x 325 메시의 구라레이 PGWH - 150MP)을23 그램의 C107 이온 교환 수지(300-1600 μm크기 범위, 미국 펜실베니아주 발라 신위드 소재의 퓨로라이트(Purolite)로부터 입수가능함) 및68 그램의 WACG-HP 이온 교환 수지(크기 범위 16-50 메시, 미국 뉴저지주 웨스트 베를린 소재의 레진테크 인크.로부터 입수가능함)와 배합하였다. 이어서, 재료를 플라스틱 집록(ZIPLOC) 백 내에 넣고 손으로 혼합하였다. 이어서, 68 그램의 입자 혼합물을 사용하여 벌집형 구조체의 격실을 충전하였다. 미립자 재료를 격실 속에 대체로 균등하게 분배하였다. 일단 격실이 충전되었으면, 입자를 구조체 내에 포함하고 물 처리 카트리지의 조립을 완료하기 위해 핫 글루를 사용하여 전술된 것과 같은 34 gsm 스크림을 벌집형 구조체의 개방 상부 표면에 그리고 상부 표면의 외주연부 주위에 본딩하였다. 카트리지의 물 처리 표면적은 대략 96 ㎠였다.

2 ppm 염소 및 대략 100 ppm 경도로 조절한 시험수(test water)를 사용하여 경도 및 염소 감소 측정을 수행하였다. 2 ppm의 염소 수준으로 조절하기 위해 염소 표백제를 사용하여 염소화된 물을 준비하였다. 이어서, 염소화된 물을 사용하여 경수 용액을 준비하였다. CaCl₂와MgSO₄를4:3중량비로 사용하여 경도 수준을 조절하였다. 용액이 38.5그램/리터 미만의 CaCl₂와20.9그램/리터 미만의 MgSO₄를 함유하는 것을 보장하기 위해 주의를 기울였다. 조립된 물 처리 카트리지를 그것들을 통해 최대 189.27 리터(50 갤런)의 시험수를1.89 리터 증분(0.5갤런)으로 통과시킴으로써 시험하였다. 시험을 25일의 기간에 걸쳐 수행하였다. 카트리지의 일상적인 사용을 나타내기 위해 매일7.57 리터(2갤런)의 시험수를 주어진 물 처리 카트리지를 통해 통과시켰다. 유입수(주입된 물) 및 유출수(여과된 물) 둘 모두의 염소 수준을 스위프테스트(SwifTest) DPD 유리 염소 시약 디스펜서(Free Chlorine Reagent Dispenser)를 갖는 하크 포켓 비색계(Hach Pocket Colorimeter) II 시험 키트(Test Kit)(미국 콜로라도주 러브랜드 소재의 하크 컴퍼니(Hach Company)로부터 입수가능함)를 사용하여 비색 절차에 의해 측정하였다. 이러한 시험에 대한 절차는 음료수에 대한 표준 방법 4500-Cl G의 변형된 버전이었다. 시험할 10 ml의 물을 키트와 함께 제공된 시험 바이알(vial)들 중 하나 내에 넣고, 바이알의 외측면을 종이 타월로 닦아 모든 지문 등을 제거하였다. 이어서, 바이알을 비색계 내에 넣고, 기구를 블랭킹하여 영점을 설정하였다. 이어서, 바이알을 개방하였고, 스위프테스트 디스펜서를 사용하여 시약 한 방울을 바이알 내에 분배하였다. 이어서, 바이알을 덮고3초 동안 강하게 흔들고 다시 닦은 다음에 비색계 내에 넣었다. 이어서, 비색계 상의 판독 디스플레이로부터 염소 수준을 기록하였다.

유입수 및 유출수 둘 모두의 경도 수준을 적정분석 절차(titrimetric procedure)를 사용하여 평가하였다. 물 경도 완충제인 APHA(무취)(피셔 사이언티픽(Fisher Scientific)으로부터 입수가능한 번호 9205-16 또는 등가물)를pH가 약10.1일 때까지 샘플수에 적상(drop wise)으로 첨가하였다. 이어서, 칼마자이트 지시약인1 ml의0.1%(w/v) 수용액(리카 케미컬(Ricca Chemical), 번호 1830-16 또는 등가물, 피셔 사이언티픽으로부터 입수가능함)을 시험 용액에 첨가하여 중간 적포도주 색을 제공하였다. 이어서, EDTA 적정제(0.0100 몰농도)(리카 케미컬, 번호 2700-32 또는 등가물, 피셔 사이언티픽으로부터 입수가능함)를 용액의 색이 적포도주 색으로부터 감청색으로 변할 때까지 용액에 적상으로 첨가하였다. 용액의 경도를 다음 관계식으로부터 결정하였다:

경도(ppm 단위) = V * 1.035104*1000/70

여기에서, V는 사용한 EDTA 적정제의 부피(ml)이다.

그 결과가 표1에 요약되어 있다.

실시예 2와 비교예 1 내지 비교예 3

상기 실시예1에 대해 기술된 바와 동일한 미립자 재료와 조성물을 사용하여 추가의 물 처리 카트리지를 준비하였다. 물 처리 카트리지를 전술된 바와 같이 염소 감소, 경도 감소 및 유량에 대해 시험하였다. 현재 시장에서 입수가능한 워터 피처에 사용되는 비교용 물 처리 카트리지를 또한 비교를 위해 시험하였다. 결과가 표2, 표3및 표4에 요약되어 있다.

시험된 비교용 물 처리 카트리지는 미국의 온라인 소매업자와 많은 소매점에서 입수가능한 브리타(BRITA) 카트리지(비교예1), 유럽에서 판매되는 마베아 맥스트라(MAVEA MAXTRA) 카트리지(비교예2), 및 미국에서 판매되는 마베아 맥스트라 카트리지(예를 들어, 미국 일리노이주 엘진 소재의 마베아 엘엘씨(MAVEA LLC)로부터 입수가능한 모델 1001122)(비교예3)였다. 마베아(MAVEA)는 독일 소재의 브리타 게엠베하(BRITA GmbH)의 자회사이고, 브리타 워터 피처와 카트리지는 브리타 게엠베하로부터의 허가 하에 클로록스(Clorox)에 의해 미국에서 판매된다. 이들 제품을2가지 상당히 상이한 형태 인자를 갖는 시장 선도 제품을 대표하도록 선택하였고, 그것들을 그것들의 의도된 구성에서 시험하였다. 브리타 물 처리 카트리지를 브리타 워터 피처를 사용하여 시험하였다. 마베아 맥스트라 카트리지를 마베아 엘레마리스(Elemaris) XL 워터 피처 모델 1001125를 사용하여 시험하였다. 실시예2의 물 처리 카트리지를 필트릿(FILTRETE) 8-컵 워터 피처(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능함)를 사용하여 시험하였다.

상이한 워터 피처의 상부 함유 저장소(미처리된 물 격납 저장소)의 상이한 크기와 구성으로 인해, 피처를 모든 분취액(aliquot)이 함유 저장소 내로 도입될 때까지 유입수의1.89 리터(0.5갤런) 분취액으로 충전하여 최대 가능 압력 수두를 유지시켰고, 그 후 물 전부가 물 처리 카트리지를 통해 하부의 처리된 물 격납 저장소 내로 통과할 때까지 물을 여과하였다. 1.89 리터(0.5갤런)의 물이 관류하여 격납 저장소 내로 완전히 배출되는데 소요되는 전체 시간을 시간 계측함으로써 유량을 측정하였다. 결과가 표2, 표3및 표4에 요약되어 있다.

이러한 결과는 본 발명의 물 처리 카트리지가 비교용 물 처리 카트리지에 비해 유사하거나 보다 우수한 물 여과 성능(염소 감소 및 경도 감소)을 제공하면서 그것들의 의도된 구성에서 시험했을 때 증가된 유량을 제공하는 것을 보여준다.

Claims

여과된 물의 저장소를 갖춘 휴대용 물 처리 장치에 사용하기 위한 수동식 중력-유동 물 처리 카트리지로서,
(a) 복수의 격실을 한정하는 프레임워크(framework)를 포함하고, 물 처리 장치 내에 제거가능하게 배치되도록 구성된 하우징; 및
(b) 격실 각각 내에 느슨하게 배치되는 고체 미립자 물 처리 매질을 포함하는 물 처리 카트리지.
제1항에 있어서, 하우징은 프레임워크의 주연부 주위로 연장되는 측벽을 추가로 포함하고, 하우징은 프레임워크의 대향측들에 인접하게 배치되는 매질 유지 부재를 포함하고, 그에 의해 물이 매질 유지 부재를 통해 용이하게 유동하고, 물 처리 매질이 매질 유지 부재에 의해 격실 내에 유지되는 물 처리 카트리지.
제2항에 있어서, 하우징은 입구측 및 출구측을 포함하고, 하우징은 입구측 및 출구측 중 적어도 하나에 인접하게 배치되는 유동 조절 부재를 추가로 포함하는 물 처리 카트리지.
제3항에 있어서, 유동 조절 부재는 하우징의 출구측의 전체에 걸쳐 배치되는 스크림(scrim), 스크린, 부직포 또는 천 재료 중 적어도 하나인 물 처리 카트리지.
제4항에 있어서, 유동 조절 부재는 물 처리 표면적의 100 제곱 센티미터당 분당 약 2 리터(2 lpm/100 ㎠) 이하로 물 처리 매질을 통한 물의 유동을 제한하는 물 처리 카트리지.
제5항에 있어서, 유동 조절 부재는 활성탄 입자가 내부에 혼입된 섬유질 부직포 재료를 포함하는 물 처리 카트리지.
제1항에 있어서, 약 302리터(80갤런) 이상의 용량에 대해 NSF 표준 42를 통과하는 물 처리 카트리지.
제1항에 있어서, 고체 미립자 물 처리 매질은 이온 교환 수지와 활성탄 물 처리 매질의 조합을 포함하는 물 처리 카트리지.
제8항에 있어서, 활성탄은 약 30 μm 이상 및 약 800 μm 이하의 평균 입자 크기를 갖는 물 처리 카트리지.
제1항에 있어서, 각각의 격실은 물 처리 매질이 그의 건조 상태에 있을 때 약 80 부피% 미만의 물 처리 매질을 포함하고, 그에 의해 이온 교환 수지가 물 중에서 팽창되도록 하는 물 처리 카트리지.
제1항에 있어서, 하우징의 입구측은 약 20 ㎠ 이상 및 약 250 ㎠ 이하의 물 처리 표면적을 갖는 물 처리 카트리지.
제11항에 있어서, 하우징의 입구측으로부터 하우징의 출구측까지의 거리는 유로를 한정하고, 유로는 약 0.65 cm 이상 및 약 5 cm 이하인 물 처리 카트리지.
제12항에 있어서, 각각의 격실은 약 0.25 ㎤ 이상 및 약 10 ㎤ 이하의 부피를 갖는 물 처리 카트리지.
제13항에 있어서, 하우징은 약 0.005 이상 및 약 0.05 이하의 두께 대 단면적 비를 갖는 물 처리 카트리지.
제1항에 있어서, 1.9 cm(3/4 인치)의 압력 수두에서 물 처리 카트리지를 통한 물의 유량은 5.1 cm(2 인치)의 압력 수두에서 분당 약 0.03 리터(0.03 lpm) 이상 및 약 5.0 lpm 이하인 물 처리 카트리지.
제1항에 있어서, 하우징은 사출 성형된 열가소성 중합체로 형성되는 물 처리 카트리지.
제1항에 있어서, 각각의 격실은 육각형 단면 형상을 갖고, 그에 따라 벌집형 구조체를 형성하는 물 처리 카트리지.
물 처리 카트리지로서,
(a) 각각이 고체 미립자 물 처리 매질을 포함하는 복수의 격실을 포함하는 하우징; 및
(b) 물 처리 매질을 통한 물의 유동을 제한하도록 배치되는 유동 조절 부재를 포함하는 물 처리 카트리지.
물 처리 장치로서,
(a) 저장소를 한정하는 용기;
(b) 저장소 내에 제거가능하게 배치되도록 구성되고, 복수의 격실을 한정하는 프레임워크를 포함하는 하우징, 프레임 워크의 주연부 주위로 연장되는 측벽, 프레임워크의 대향측들에 인접하게 배치되는 개방 스크림, 및 물 처리 매질을 통한 물의 유동을 제한하도록 배치되는 부직포 웨브를 포함하는 물 처리 카트리지; 및
(c) 격실 각각 내에 느슨하게 배치되는, 적어도 활성탄과 이온 교환 수지를 포함하는 고체 미립자 물 처리 매질을 포함하는 물 처리 장치.