(57)【要約】  液体濾過システム及びフィルター素子が提供される。本発明の一態様が、フィルターブロック（４４）とハンドル（３８）を有するエンドキャップ（４０）とを含むフィルター素子に通路（５５）を備える。この通路はフィルターブロックの出口を最終場所及び開口部（５２）を含むシュラウド（４２）と操作可能に連結して、このシュラウド（４２）がエンドキャップ（４０）と隣接している。ここでフィルターブロックの入口がシュラウド（４２）の開口部と直接に操作可能に連結される。本発明の別の態様が、フィルター素子及び圧力容器（３０）を含む濾過システムを提供する。この圧力容器（３０）は、シュラウドに隣接して使用されている引き込み口（４６）を含むので、流体が圧力容器の引き込み口を通って流れると同時に、流体がシュラウドに接触し且つ流れの方向が変化するようになっている。そしてここで圧力容器の引き込み口がシュラウド（４２）の開口部（５２）と流体連通している。
2009530110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面及び第２表面を含むカーボンブロックと、
カーボンブロックをそこへ固定し、ハンドルを含み、前記ハンドルが前記カーボンブロックの前記第２表面と流体連通している通路を画定し且つ前記第２表面をエンドロケーションに操作可能に連結する、エンドキャップと、
前記カーボンブロックを取り囲み、開口部を含み且つ前記エンドキャップに操作可能に連結されるシュラウドを含み、前記カーボンブロックの前記第１表面の少なくとも一部分が、前記シュラウドの前記開口部と流体連通していることを特徴とするフィルター素子。
【請求項２】
前記カーボンブロックが、活性炭及び結合剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルター素子。
【請求項３】
前記シュラウドが、前記エンドキャップと一体となっていることを特徴とする請求項１に記載のフィルター素子。
【請求項４】
フィルター素子及び圧力容器を含む流体濾過システムであって、
前記フィルター素子が、
第１表面及び第２表面を含むカーボンブロックと、
前記カーボンブロックをそこへ固定し、ハンドルを含み、前記ハンドルが前記カーボンブロックの前記第２表面と流体連通している通路を画定し、前記第２表面をエンドロケーションと操作可能に連結させるエンドキャップと、
前記カーボンブロックを取り囲み、開口部を含み且つ前記エンドキャップに操作可能に連結されるシュラウドを含み、前記カーボンブロックの前記第１表面の少なくとも一部分が前記シュラウドの前記開口部と流体連通しており、
前記圧力容器が、
前記シュラウドと隣接した引き込み口を含み、流体が前記引き込み口を通って流れると同時に、前記流体が前記シュラウドに接触し且つ流れの方向が変化するようになっており、前記引き込み口が前記カーボンブロックの前記第１表面と流体連通していることを特徴とする流体濾過システム。
【請求項５】
前記エンドキャップが、係合出っ張り部をさらに含み、且つ前記圧力容器が、係合カムショルダーをさらに含み、前記係合出っ張り部及び前記係合カムショルダーが、前記フィルター素子を前記圧力容器に連結するインターロックを形成することを特徴とする請求項４に記載の流体濾過システム。
【請求項６】
前記圧力容器が、前記フィルター素子を、前記圧力容器に対して正しい方位に向けることを確実にするように構成される制限構造体を含むことを特徴とする請求項４に記載の流体濾過システム。
【請求項７】
前記圧力容器が、前記フィルター素子を前記圧力容器に適切に連結することを確実にするように構成される制限構造体を含むことを特徴とする請求項５に記載の流体濾過システム。
【請求項８】
前記フィルター素子及び圧力容器の正しい連結を確実にするための手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の流体濾過システム。
【請求項９】
前記フィルター素子及び圧力容器の正しい連結を確実にするための手段を含むことを特徴とする請求項５に記載の流体濾過システム。
【請求項１０】
リザーバと、
前記リザーバ内に取り付けられた圧力容器と、
前記圧力容器に操作可能に連結されているフィルター素子と、
前記リザーバに取り付けられ、蓋と実質的に面一になっている通常動作位置を有する扉を含む蓋を含み、
前記フィルター素子が不適切に取り付けられる場合に、前記フィルター素子と前記扉との間の干渉により前記扉が前記通常動作位置を得ることを防ぐことを特徴とする流体濾過システム。
【請求項１１】
前記フィルター素子が、ハンドルを含み且つ前記扉が前記通常動作位置にあるときに、前記ハンドルの少なくとも一部分が前記チャネル内に位置するように構成されるチャネルを含み、前記フィルター素子が不適切に取り付けられる場合に、前記フィルター素子と前記チャネルとの間の干渉により前記扉が前記通常動作位置を得ることを防ぐことを特徴とする請求項１０に記載の流体濾過システム。
【請求項１２】
前記フィルター素子が、
第１表面及び第２表面を含むカーボンブロックと、
前記カーボンブロックをそこへ固定させ、ハンドルを含み、前記ハンドルが前記カーボンブロックの前記第２表面と流体連通している通路を画定し且つ前記通路が前記第２表面をエンドロケーションと操作可能に連結するエンドキャップと、
前記カーボンブロックを取り囲み、開口部を含んで前記エンドキャップに操作可能に連結されるシュラウドを含み、前記カーボンブロックの前記第１表面の少なくとも一部分が、前記シュラウドの前記開口部と流体連通していることを特徴とする請求項１０に記載の流体濾過システム。
【請求項１３】
前記カーボンブロックが、活性炭及び結合剤を含むことを特徴とする請求項１２に記載の濾過システム。
【請求項１４】
前記結合剤がポリマーであることを特徴とする請求項１３に記載の濾過システム。
【請求項１５】
前記ポリマーが超高分子量ポリエチレンであることを特徴とする請求項１４に記載の濾過システム。
【請求項１６】
前記圧力容器が、前記シュラウドに隣接している引き込み口を含むことによって、流体が前記引き込み口を通って流れると同時に、前記流体が前記シュラウドと接触し且つ流れの方向が変化するようになっていて、前記引き込み口が前記カーボンブロックの前記第１の表面と流体連通していることを特徴とする請求項１０に記載の濾過システム。
【請求項１７】
前記圧力容器が、前記シュラウドと隣接している引き込み口を含むことによって、流体が前記引き込み口を通って流れると同時に、前記流体が前記シュラウドに接触し且つ流れの方向が変化するようになっていて、前記引き込み口が前記カーボンブロックの前記第１表面と流体連通しており、前記カーボンブロックが活性炭及び超高分子量ポリエチレンを含んでいることを特徴とする請求項１１に記載の濾過システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００６年３月２２日に出願された米国特許仮出願第６０／７８５，３９６号に対して、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて優先権の利益を主張し、その開示が参照により本明細書によりその全体に組み込まれている。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、水濾過システム及びフィルター素子に関し、フィルター素子がフィルター媒体をその中に含有する。
【背景技術】
【０００３】
多数のタイプの家庭水濾過システムが市販されている。これらのシステムの中には、蒸留、活性炭濾過、沈降物フィルター、脱イオン化、イオン交換、逆浸透分離、及び飲料水から不純物を除去するための他のタイプの濾過及び分離システムを利用するものもある。自宅所有者にとって利用できるシステムのタイプは、不純物を除去するための限られた容量を有する簡単なフィルターから複雑である上に図体が大きくなるおそれのある、精巧で且つ高価なシステムにまで及ぶ。
【０００４】
濾過システムは、「インライン」又は「ユースポイント」（ＰＯＵ）に配置することができる。多数の自宅所有者は、インライン濾過システムを設置するために配管をさわりたくない、つまりそのために配管工に支払いをしたくないので、ユースポイントシステムを設置する方を好む。一般的なユースポイント濾過システムとしては、ピッチャー型フィルター、蛇口直結型フィルター及びカウンタートップ型フィルターが挙げられる、そしてユーザーは典型的にはここで説明されるように個人的な好みに基づいてこれらのシステムの１つを選択する。
【０００５】
蛇口直結型濾過システムは、蛇口の末端部に直接に取り付けられる。蛇口から垂れ下がっているフィルターの美的外観を好まないユーザーもいれば、また蛇口と流しを使用している間にフィルターが邪魔になると感じるユーザーもいる。
【０００６】
カウンタートップ型濾過システムは、典型的には蛇口の末端部と恒久的に連結する配管を有する。蛇口に取り付けられる配管の美的外観を好まないユーザーもいれば、蛇口又は流しを使用している間に配管が邪魔になると感じるユーザーもいれば、カウンタートップのスペースの損失を好まないユーザーもいる。
【０００７】
知られているピッチャー型濾過システムには現在のところ主として２つのタイプがある。最も広く知られているピッチャー型濾過システムは、ブリタ社（Brita）及びＰＵＲ社により製造販売されているものなどの重力供給方式である。これらの重力供給方式ピッチャーをあまり好まないユーザーもいる。それは本来これらの重力供給フィルターシステムは、インラインフィルターシステム又は設置済みの蛇口直結型フィルターシステムが備えている蛇口から同一容量の容器を充填する場合に比較して、ピッチャー容器を充填するには遥かに長い時間がかかるからである。しかしながら、他のエンドユーザーには、水が消費のために注がれるときに水温度が比較的に冷たいようにピッチャーを冷蔵庫内に保管できる点が好まれている。
【０００８】
また、蛇口先端部に連結するピッチャー型濾過システムもあり、加圧水がフィルターへ供給されると、その結果として容器が充填されているときに水を濾過するようになっている。加圧水源の利点は、容器が重力供給フィルターの場合よりも遥かにより速く充填されるようになっていることである。これらの特別なタイプのピッチャー型濾過システムは、次いで蛇口から切り離され、そして濾過済みの水を比較的に冷たい状態に保つために冷蔵庫内に保管できる。ユーザーによっては、容器を充填したいと思うたびにピッチャーを蛇口に連結したり切り離さなければならないことを好まない。これらのタイプの加圧ピッチャー型濾過システムの例としては、ガンナウエイ（Gannaway）に対する米国特許第４，７７６，９５６号及びクラック（Clack）に対する同第５，４５４，９４４号、及びキンバリークラーク（Kimberly-Clark）に対するＰＣＴ国際公開特許ＷＯ  ００／３７３６３が挙げられる。
【０００９】
大抵の水濾過システムは、飲料水の流入供給に連結される圧力容器を必要とする。この水は圧力容器へ流入し、そしてこの水が濾過又は分離媒体を通って圧力下で押し込められることによって水中の不純物が濾過及び／又は分離される。流出浄水は消費者の使用のために出口へ誘導される。典型的には、この圧力容器は外部ハウジング内に収納され、このハウジングは圧力容器と比べて外観がより美的に快い。これに加えて、通常の装置は、圧力容器の一端において入口を有し且つ当該容器の他端に出口を有する。したがって、濾過システムを自宅所有者の現在の配管に連結するために必要とされるパイプ、チューブ、又はホースを収容するために配管の十分な検討が必要になることは珍しくない。
【００１０】
フィルター媒体に取り付けられていて且つ圧力境界の一部であるが流体ポートを有していなエンドキャップを備えるシステムがある。その理由は、その機能が圧力容器を閉鎖するだけであり及び流体流出口としての役目を果たしていないからである。流体連通は、バセット（Bassett）に対する米国特許第６，３２５，９２９号に記載されているように、圧力容器の反対末端部を通してである。
【００１１】
フィルター媒体上に直接に衝突する流体流が、フィルター媒体に対して浸食及び損傷を引き起こすおそれがあり、これがフィルター媒体濾過及び／又は分離性能、即ち汚染物質除去に悪影響を及ぼす可能性があることが知られている。他の者は入口連結部に流入する流体がフィルター媒体上に直接衝突しないように、若しくはエンドキャップのようなプラスチック構成部品に衝突するようにこの入口を様々な場所に移動することによりこの問題を解決した。例えば、この入口は圧力容器サンプの一端により接近して配置することができ、そこには、入口開口部に隣接するフィルター媒体が全くない。しかしながら、この提案された解決策は、サンプ長さを増大させる影響を及ぼし、これは濾過システムを小型コンパクト化しようと努める際には許容できない。この提案された解決策はまた、入口連結部に取り付くチュービングの量の増大の原因になるおそれがあり、これによりコストがかさみ且つ複雑さが増す。この入口はまた、カバーの中に組み込むことができるが、これはまたシステムのサイズを増大させ、そしてフィルターを取り付け又は取り外すときには追加の工程をもたらす可能性がある。
【００１２】
幾つかの先行技術ＰＯＵ濾過システムでは、ユーザーはフィルターを取り付け又は取り外すために、即ち、フィルター素子をシステムから取り外す前に入口及び出口連結部からチューブを切り離すために、複数の工程を実施しなければならない。しかしながら、２００５年９月２９日に出願された同一所有者の米国特許出願整理番号第１１／２３９，６０７号、２００６年３月３０日に公開された現在の米国特許出願公開第２００６／００６５６０７号に開示されているように、単一の工程のみを必要とするＰＯＵ濾過システムもあることもまた認識されており、その開示が本出願と矛盾しない程度に参照により組み込まれている。
【００１３】
既知のとおり、フィルター素子には、特性に損害をもたらし得る圧力下の状態（即ち約０．２ＭＰａ（３０ｐｓｉｇ）〜約０．６９ＭＰａ（１００ｐｓｉｇ）の典型的な水道圧力）にあるとき、容器内で適切に固定されていなければ、圧力容器から漏れる及び／又は切り離される可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
より安全で且つよりコンパクトな家庭用水濾過システムを提供するニーズが起こっている。システムを作動させ且つ保守するために必要とされる工程及び構成部品の数をできるだけ少なくてすむシステムを提供するニーズもある。フィルター媒体に対する浸食及び損傷を出来るだけ少なくすることがさらに望ましいであろう。加えて、エンドユーザーによって評価されない濾過システムに対してコスト及び複雑さを付け加えることなくこのような効果をもたらすニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
液体濾過システム及びフィルター素子が提供される。第一の態様において、フィルター素子は、第１表面及び第２表面を含むカーボンブロックと、カーボンブロックをエンドキャップに固定し且つハンドルを含むエンドキャップと、ここでこのハンドルがカーボンブロックの第２表面と流体連通していて且つ第２表面をエンドロケーションに操作可能に連結させる通路を画定する、カーボンブロックを取り囲み、開口部を含み且つエンドキャップに操作可能に連結されているシュラウドとを含み、ここでカーボンブロックの第１表面の少なくとも一部分がシュラウドの開口部と流体連通している。
【００１６】
１つ以上の実施形態で、カーボンブロックは活性炭及び結合剤を含む。一実施形態では、この結合剤はポリマーである。詳細な実施形態では、このポリマーは超高分子量ポリエチレンである。
【００１７】
別の実施形態では、シュラウドはエンドキャップと一体となっている。
【００１８】
別の様態では、フィルター素子及び圧力容器を含む流体濾過システムが提供される。この圧力容器は、シュラウドに隣接している引き込み口を含むことによって、流体がこの引き込み口を通って流れると同時に、流体がシュラウドに接触して且つ流れの方向が変化するようになっており、この引き込み口がカーボンブロックの第１表面と流体連通している。一実施形態では、このエンドキャップは係合出っ張り部をさらに含み及びこの圧力容器は係合カムショルダーをさらに含み、この係合出っ張り部及び係合カムショルダーは、フィルター素子を圧力容器に連結するインターロックを形成する。
【００１９】
さらなる態様は、リザーバと、リザーバ内に取り付けられた圧力容器と、圧力容器に操作可能に連結されているフィルター素子と、リザーバに取り付けられた蓋であって、この蓋と実質的に面一になっている通常動作位置を有する扉を含む蓋とを含む流体濾過システムを提供する。ここでフィルター素子が不適切に取り付けられた場合には、フィルター素子と扉との間の干渉によりこの扉が通常動作位置を得ることが防がれる。
【００２０】
一実施形態では、フィルター素子はハンドルを含み及び扉はチャネルを含み、これによって、扉が通常動作位置にあるときに、ハンドルの少なくとも一部分がチャネル内に位置するように構成され、そしてフィルター素子が不適切に取り付けられるときに、フィルター素子とチャネルとの間の干渉により扉が通常動作位置を得るのが妨げられる。
【００２１】
本発明の多くの特徴及び利点は、添付図面とともに発明を実施するための最良の形態及び請求項を含む本開示の残りの部分を検討すれば、当業者にとってより自明となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本開示には幾つかの異なる及び独特な構成部品があり、各構成部品はいくつもの異なる及び独特な実施形態を有してよく、これらは以下に記載されるように個別にまたはひとまとめにして使用されてよい。開示されたフィルター素子の１つ以上が、ピッチャー型水濾過システムに使用するのに好適である。また、このフィルター素子はまた当業者であれば理解されるであろうように、任意のユースポイント（ＰＯＵ）開放排出型濾過装置において使用できるであろう。
【００２３】
本開示の一実施形態に従って、バッフルはフィルター素子構成部品の一体部分として設けられていて、流れが入口を通って圧力容器へ流入するときにこの流体流がフィルター媒体に直接に衝突するのを防止する。フィルター媒体に直接に衝突する流れは、フィルター媒体に対して浸食及び損傷の原因となることが知られてきた。これはフィルター媒体の濾過及び／又は分離性能、即ち汚染物質除去に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００２４】
本開示のフィルター素子のハンドルは、二重の目的を果たす。まず、このハンドルはフィルター素子を圧力容器に取り付け及び圧力容器から取り外す間にユーザーがフィルター素子を握る場所を提供する。この代表的な開示されたハンドルはまた、フィルター媒体の内部から大気への濾過された流体の移動を容易にし、フィルター素子の下流側にいかなる追加の連結部又はシールもなく直接容器内へ分配される、内部中空室を備える。これに加えて、代替実施形態では、濾過された流体を容器の内部中空室以外の他の末端箇所へ向けることができる。例えば、この流体は、フィルター素子ハンドルの中空室から向けられて、ピッチャー型容器のように濾過システムの一部ではないガラス又はスポーツボトル容器に充填できる。
【００２５】
本開示の別の特徴は、フィルター素子が取り付け中に濾過システム内の正しい位置に配置されていて且つ使用中にその位置に留まっていることを確実にする蓋のフィルターシステム内への組み込みである。幾つかの実施形態では、蓋のフィルター素子ハンドルとの相互関係により、フィルター素子が約０．２ＭＰａ（３０ｐｓｉｇ）〜約０．６９ＭＰａ（１００ｐｓｉｇ）の水圧を受けているときに、フィルター素子が使用中に圧力容器から切り離されるのを防止するという重要な安全機構を提供することができる。
【００２６】
以下は、本開示に対して使用されることが理解されるものとして、特定の用語を定義する。
【００２７】
用語「流体及び／又は液体」とは、フィルター媒体、即ち、複合カーボンブロックフィルターを介して処理できる任意の流体及び／又は液体を意味し、飲料水、非飲料水、工業用液体類及び／又は流体類又は濾過装置により処理できる任意の液体及び／又は流体を含むが、それらに限定されない。
【００２８】
用語「汚染物質」とは、流体又は流体のその後の処理あるいは使用に有害な影響を及ぼす流体内の物質又は物体を意味する。
【００２９】
用語「分離」とは、流体を多孔質構造体を通して流すことにより汚染物質を流体から除去する方法を意味する。
【００３０】
用語「濾過」とは、流体を多孔質構造体を通して流すことにより粒子を流体から除去する方法を意味する。
【００３１】
用語「フィルター媒体」とは処理されつつある流体から汚染物質の濾過及び／又は分離を実際に行う材料を意味する。構造体の材料には制限がない。即ち、フィルター媒体は、当業者に現在知られている又は将来において当業者に知られるようになる濾過及び／又は分離に使用するのに好適ないかなる材料でも作製することができる。
【００３２】
用語「カーボンブロック」とは、概して剛性な自己支持多孔質構造体内に活性炭を含有するフィルター媒体を意味する。それは、美的感覚／臭い／味の問題を与える汚染物質、即ち、塩素、及び／又は健康影響問題を与える汚染物質、即ち嚢胞を除去するために水処理用途に一般的に使用されている。典型的にはこのブロックは形状が円筒形であり且つ中空の内部芯を有する。流体は、典型的にはブロックの外部から多孔質構造体を通って内部芯まで流れる。このブロックは、シングルオープンエンド方式（ＳＯＥ）、即ち、内部芯がブロックの一端においてのみ見える方式でもよいし、あるいはダブルオープンエンド方式（ＤＯＥ）、即ち、内部芯が両端において見える方式でもよい。本出願のフィルター素子とともに使用可能であろう、代表的なカーボンブロック、及びその製造方法は、「複合媒体ブロックを固定サイズに成型するシステム及び方法並びに同方法により生産される製品、並びに当該複合ブロックに利用するための革新的なフィルター材料」と題して、２００６年３月２２日に出願された同一所有者の仮特許出願整理番号第６０／７８５，３９７号；「フィルター媒体」と題して、２００７年３月２１日に出願された、米国特許出願整理番号第＿＿／＿＿＿＿＿＿号；「成型された複合ブロックの製造造方法」と題して、２００７年３月２１日に出願された、米国特許出願整理番号第＿＿／＿＿＿＿＿＿号、に開示されている、それらの開示は本明細書に本出願と矛盾しない程度に参照により組み込まれている。
【００３３】
用語「エンドキャップ」とは、フィルター媒体の端面を密封するためにフィルター媒体の一端又は両端に結合されることを意味するＳＯＥ及びＤＯＥフィルター媒体にあっては、圧力容器に対するフィルター媒体の取り付け及び密封手段を提供する１つのエンドキャップがある。ＤＯＥフィルター媒体にあっては、流れが内部芯（バイパスとも称せられる）へ入るのを防止する対向末端部に第２のエンドキャップがある。それは典型的には射出成型プロセスにおいて熱可塑性材料で作製される。この具体的な開示では、このエンドキャップはまたカバー（ヘッドとも称せられている）の代わりに圧力境界面としての役目を果たしており、エンドキャップを所定位置に圧力下で保持するようエンドキャップを圧力容器に適合させることを可能にする機構を備えている。
【００３４】
用語「バッフル」とは、入口を通って容器に流入する流体を取り付け済みのフィルター媒体に直接衝突しないようにそらせるための、従来より圧力容器内に配置されている構成部品を意味する。
【００３５】
用語「シュラウド」とは、フィルター媒体の外側表面のある部分を取り囲む材料を意味する。このシュラウドは、エンドキャップと一体で生産されてよいし、単独の構成部品とすることもできる。典型的には射出成型、押出し成型、回転成型又はブロー成型作業において熱可塑性材料で作製される。この具体的な開示において、このシュラウドは、流れが圧力容器の側壁に配置された入口を通って圧力容器に入るときに、フィルター媒体を保護するためのバッフルとしての働きをする。
【００３６】
用語「ハンドル」とは、ユーザーがフィルターを取り付け及び取り外すために握るエンドキャップの１つの機構を意味する。この具体的な開示ではこのハンドルは、フィルター媒体から容器まで流れを連通させる役目も果たす。
【００３７】
用語「フィルター素子」とは、フィルター媒体、エンドキャップ、シール、シュラウド及びユニットとして販売され、ユニットとして機能し、及びユニットとして取り付け及び取り外される他の任意の部品の組み合わせを言う。
【００３８】
用語「ライン圧力」とは、大気圧を超える配管内の圧力を意味する。それは典型的には「ｐｓｉｇ」の単位で測定される。
【００３９】
用語「入口連結部」とは、流体が圧力容器に流入する場所を意味する。
【００４０】
用語「出口連結部」とは、流体が圧力容器から流出する場所を意味する。
【００４１】
用語「圧力容器」とは、フィルター素子が取り付けられ且つ流体を大気圧より高い圧力下に保持することが意図される場合に、フィルター素子を受容する構造体構成要素を意味する。従来から圧力容器は、サンプ（ボウル又はハウジングとも称せられる）及びカバー（ヘッドとも称せられる）から構成される。圧力容器は、少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口連結部を収容し、サンプ又はカバーのいずれかに配置できる。この具体的な開示では、この圧力容器はカバー構成部品としての役目を果たすエンドキャップと組み合わせて成型されたサンプを含む。
【００４２】
用語「フィルターシステム」とは、圧力容器及びフィルター素子を含むシステムを意味する。
【００４３】
用語「ユースポイント（ＰＯＵ）開放排出フィルターシステム」とは、濾過された流体が本質的に大気圧へ排出しているユースポイントに配置されているフィルターシステムを意味する。このシステムは、オフモード中ではライン圧力を受けない。例としては、蛇口直結型フィルター、カウンタートップ型フィルター及びピッチャー型フィルターが挙げられる。
【００４４】
用語「インラインフィルターシステム」とは、フィルターシステムのパイプ又はチューブ下流において加圧される配管系統（ライン圧力とも称せられる）に配置されるフィルターシステムを意味する。
【００４５】
用語「容器」とは、流体を保持する能力を有する構造体、即ち、瓶、缶、ピッチャー、又は他のいかなる手段を意味する。容器は、フィルターシステムと一体とすることも、単独の構成部品とすることもできる。
【００４６】
用語「ピッチャー」とは、例えば、水のような、液体の複数杯を保持する一種の容器を意味する。
【００４７】
用語「スポーツボトル」とは、絶えず働いている人々のために携帯可能である一種の容器を意味する。
【００４８】
図１は、本開示に係わる液体濾過システムの一実施形態を示す。液体濾過システム１０の実施形態は、少なくとも１つの開口部１４を有し、且つフィルターユニットリザーバ１６を画定する容器又はピッチャー１２と、ピッチャーハンドル１８と、フィルター素子２０を受容する圧力容器３０とを含み、ピッチャー、ピッチャーハンドル、及び圧力容器が従来式である。
【００４９】
当業者により理解されるように、この特定の実施形態では、フィルターユニットリザーバ１６は、ピッチャー１２の内部スペースにより画定され、フィルターリザーバ１６はフィルター素子２０及び圧力容器３０をその中に受容するように特別に設計されている。このピッチャー１２は、液体がピッチャーの内部からその外部の場所まで移動できるようにするスパウト２４を含む。液体源を圧力容器３０に操作可能に相互連結するための、例えば迅速連結ホースのような、連結構造体３６は、液体源（図示せず）から流れる流体がまず圧力容器３０へ、次いでフィルター素子２０を通って及び最終的にフィルターユニットリザーバ１６、保管区画、又は最終使用拠点まで誘導されるように圧力容器３０へ操作可能に連結されている。
【００５０】
図７Ａを参照して説明すると、フィルターユニットリザーバ１６と操作可能に連係するように、及びピッチャー１２の開放最上部分を操作可能に密封するように、ピッチャー蓋２２は選択的に操作可能に設計される。図７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃに示すように、ピッチャー蓋２２は、本明細書の以下に説明されるように、フィルターリザーバ１６へのアクセスを可能にするための、フィルター素子蓋とも称することができる扉を含む。
【００５１】
図２及び３に示すように、フィルター素子２０は、その上に配置されたハンドル３８を有するエンドキャップ４０と、バッフルとしての役目を果たすシュラウド４２と、その中に操作可能に配置された中空の内部部分４７を有するカーボンブロック４４とを含む。係合出っ張り部（ロッキングイアーとしても知られている）６０は、フィルター素子２０を圧力容器３０内にしっかりと保持するために圧力容器３０（図４）の係合カムショルダー３２と連係し且つ協働するように設計される。Ｏリングとも称せられているシール５７は、組立と同時にフィルター素子２０と圧力容器３０との間を完全に密封する際に役に立つ。エンドキャップ４０及びシュラウド４２は、ともに操作可能に連結されている。一実施形態では、シュラウド４２はエンドキャップと一体に形成される。
【００５２】
図４及び５は、フィルター素子２０をその中で操作可能に受容するように設計されている圧力容器３０を示す。この圧力容器３０は、操作可能な位置決め及びフィルター素子２０の圧力容器３０内からの取り外しの手だてとなる、係合カムショルダー３２を備えている。この圧力容器３０はまた、例えば、図１に示すような連結構造体３６を使用して、例えば、ライン圧力下にある外部ソースからの水のような、液体を受け取るための引き込み口４６を収容する。図３に示すシュラウド４２は、液体流が圧力容器の側面に操作可能に配置された引き込み口４６を通って圧力容器３０に入るときにフィルター媒体を保護するバッフルの働きをする。シュラウド４２の存在は、引き込み口４６を通って液体が流れる方向を変化させる。シュラウド４２の開口部５２は、フィルター媒体４４と流体連通している。フィルター媒体４４の中空内部４７は、水のような、濾過された液体を受容する。
【００５３】
液体濾過システムは、流れが入口を通って圧力容器に入るときに、流体流のフィルター媒体への直接の衝突が実質的に予防される液体濾過システム内に、操作可能に配置されているフィルター素子内にフィルター媒体が操作可能に配置されている場合に、フィルター媒体への損傷が実質的に防止される方法で設計される。もしこのシュラウドがバッフルとして働くためにそこに配置されない場合には、流れがフィルター媒体に直接に衝突すれば、フィルター媒体に対して浸食及び損傷を引き起こす可能性が最も高くなるだろう。
【００５４】
本開示の多くの特徴の中で、１つは圧力容器３０から開口部５２及びフィルター素子出口５０までの内部流体処理流路である。図２〜５までに最もよく示されているように、圧力下にある外部ソースからの流体は、圧力容器引き込み口４６において圧力容器３０に入り、すぐに流体がシュラウド４２に衝突して、エンドキャップ４０から対向する末端部５２に操作可能に配置されるシュラウド４２の開口部５２へ向けて流れるように強制される。この時点において、流体はフィルター媒体４４、即ち、カーボンブロックに接触し、その中に収容されているフィルター媒体を通過し、さらに中空部分４７に入り、この中空部分４７はハンドル３８の中空部分５５と流体連通している。これによって、濾過されたばかりの液体がハンドル３８内に操作可能に配置された出口５０を介して、例えば、容器、ピッチャー、スポーツボトルのような、最終場所まで移送されることが可能になる。
【００５５】
図３、５及び６にはっきりと示されているように、従来の圧力容器カバー（ヘッド）に代わって、圧力境界面としての役目も果たす、エンドキャップ４０は、カーボンブロック４４の中空部分４７と流体連通して、その中空部分を収容する。図６に示すように、圧力容器３０及びフィルター素子２０が組み合わされると、それらは本開示のフィルターシステムの実施形態を形成する。
【００５６】
図６に示すように、ハンドル３８の第１末端部５３は、第２末端部５４より僅かに長く且つカーボンブロッ４４の中空部分４７と流体連通している中空部分５５を収納する。ハンドル３８の第２末端部５４は、図示のように、圧力容器３０の上に操作可能に配置された回転制限構造体５６と操作可能に相互作用して、フィルター素子２０が圧力容器３０内で適切に配置されることを確実にする。これによって、フィルター素子２０の係合出っ張り部６０及び圧力容器３０又はそれに操作可能に連結された他の構造体が、当業者により知られているように、フィルター素子２０を圧力容器３０内に適切に固定するために、ハンドル３８のより長い第１末端部がそのように配置されなければならないようになっている。この向きの特徴により、フィルター素子が不適切には（例えば、回転から１８０度）取り付けできないので、エンドキャップから流れる流体が常に適切に容器内へ誘導されることも確実になる。
【００５７】
本開示の液体濾過システムの１つの追加の設計の特徴は、液体を外部ソースから液体濾過システムの容器部分まで搬送するための比較的に簡単な手段の組み込みである。この設計特徴により、他のユースポイント（ＰＯＵ）濾過システムと対比して工程の数が著しく少なくなるとともに／又は液体フィルター素子を取り付け且つ液体濾過システム内のその場所から取り外すために必要な力（又はトルク）の量が低減される。
【００５８】
１つの代表的な例では、本開示のシステムでは圧力容器へのフィルター素子の取り付け又は取り外しに、操作者が行わなければならない工程が１つですむ。即ち、フィルター素子を捻ることによって回転させて圧力容器に嵌め合わせ、フィルター素子を圧力容器から取り外すために反対方向に回転させればよい。
【００５９】
本開示の多くの実施形態の中で、フィルター素子が圧力容器３０内に適切に取り付けられるとを積極的に確実にするための構造体を有する実施形態がある。図７Ａ〜Ｃに示すように、扉２６は、一旦エンドキャップが圧力容器に対して適切に配置されると、エンドキャップのハンドルと操作可能に接合されるようにその上に操作可能に配置されるチャネル７０を備える。図７Ｂに示すように、フィルター素子２０が圧力容器３０内に正しく配置されると、扉２６の上に操作可能に配置されるチャネル７０は、エンドキャップハンドル３８によって蓋が正しく閉じるのが妨げられないようにエンドキャップ４０のハンドル３８と作用する。
【００６０】
図７Ｃに示すように、フィルター素子が圧力容器３０内で適切に配置されていない場合に、扉２６の上に操作可能に配置されたチャネル７０は、エンドキャップハンドル３８と操作可能に相互作用することによって、エンドキャップハンドル３８が扉が適切に閉じるのを防止する（即ち、干渉を生じさせる）ようになっている。これによってエンドユーザーにフィルター素子が圧力容器内に適切に固定されていることが分かる。
【００６１】
フィルターユニットハンドル位置決め機能を説明するために具体的な構造体が使用されてきた一方、同等に効果的であろう多くの他の潜在的に効果的な構造体及び／又は技術があること、及び本開示の発明者がこの機能を発揮するのに効果があるであろうすべてのこのような構造体及び将来に発見されると思われるいかなる他の構造体又は手段も含める傾向にあることが理解されるべきである。
【００６２】
加えて、１つ以上の実施形態では、圧力容器からのフィルター素子の取り付け及び取り外しは、フィルター素子内に要求される単一のシールのみとの回転作用によって行われることが好ましい。フィルター素子が最初に圧力容器内に取り付けられるときに、フィルター素子シールは圧力容器内で完全には係合されていないし圧縮されていないので、効果的には密封しないであろう。したがって、エンドユーザーが圧力容器へ圧力供給を投入したと仮定すると、顕著な漏れが生じるであろうが、フィルター素子がユーザーに対して潜在的な傷害を引き起こすようには外れないであろう。フィルターが回転されるとフィルター素子及び圧力容器上のロッキングタブが係合し、且つカム形状に起因してフィルター素子は圧力容器内へ軸方向に引き入れられる。フィルター素子の圧力容器内への軸方向移動は、圧力容器内でシールを係合させ且つ圧縮させるので、流体の漏れを防止する。
【００６３】
また上述のように、１つの可能な代表的な例は、流体ソ−スと濾過システムにおける圧力容器の手前との間の位置に操作可能に配置された、通常閉じた遮断弁の開口部を作動させるためにカバーが全閉位置にある必要があるという条件を含むが、これに限定されない。
【００６４】
本明細書の全体を通じて「一実施形態」、「幾つかの実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「１つの実施形態」の言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、材料、又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態の中に含まれていることを意味する。それゆえに、「１つ以上の実施形態では」、「幾つかの実施形態では」、「一実施形態では」又は「１つの実施形態では」といった句の様々な箇所における出現は、本明細書の全体を通じて必ずしも本発明の同一の実施形態を言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、いかなる好適な方法で１つ以上の実施形態に組み合わされてもよい。
【００６５】
本明細書における本発明は特定の実施形態を参照して記載されてきたが、これらの実施形態は本発明の原則及び用途を単に例証しているに過ぎない。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明の方法及び装置に対して様々な修正及び変形を行えることは当業者には自明であろう。したがって、本発明が添付の請求項及びそれらの等価物の範囲内にある修正及び変形を包含することが意図される。
【００６６】
本発明の実施形態を記載するに際して、様々な図面が参照され、そこでは同様の参照番号が同様の機構を示す。
【００６７】
本発明の幾つかの例示的な実施形態について記載する前に、本発明が明細書本文に述べる構造の詳細又はプロセス工程に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり且つ様々な方法で実践又は実行されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本開示に係わる液体濾過システムの１つの実施形態の概略等角図。
【図２】本開示に係わるフィルター素子の１つの実施形態の概略等角図。
【図３】図２のフィルター素子の断面図。
【図４】本開示に係わる圧力容器の１つの実施形態の断面図。
【図５】圧力容器内へ部分的に挿入されたフィルター素子の部分断面等角概略図。
【図６】圧力容器内へ完全に挿入されたフィルター素子の概略等角図。
【図７Ａ】本開示に係わる液体濾過システムとその上に操作可能に配置された容器蓋及び適切な開位置に示したフィルター素子リザーバ蓋の１つの実施形態の概略等角図。
【図７Ｂ】本開示に係わる液体濾過システムとその上に操作可能に配置された容器蓋及び適切な閉じた位置に示したフィルター素子リザーバ蓋の１つの実施形態の概略等角図。
【図７Ｃ】その上に操作可能に配置された容器蓋及び部分的に不適切な開位置に示したフィルター素子リザーバ蓋とともに本開示に係わる液体濾過システムの１つの実施形態の概略等角図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【国際調査報告】
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