(57)【要約】  水に添加物を選択的に分与するカートリッジであって、カートリッジはハウジング（１３０）、ハウジング（１３０）内に配置された袋（１４０）、及びハウジング（１３０）に接続されて前記袋と流体連通するポンプ（１５０）を含む。前記袋（１４０）は、水にフレーバーなどの消費される添加物を含むよう構成される。前記ポンプ（１５０）は、ある量の添加物を選択的に水へ分与するために操作可能である。前記カートリッジは、カートリッジが濾過水に添加物を分与するような水濾過システムに接続されてもよい。
2008546520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加物を選択的に水に分与するためのカートリッジであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、消耗品である添加物を含むよう構成された通気口のない袋と、
前記ハウジングに接続され、前記袋に流体連通したポンプであって、ある量の添加物を選択的に水に分与するよう動作するポンプと、を備え、
前記カートリッジは、前記ある量の添加物をどの向きからも分与できるよう構成されている、カートリッジ。
【請求項２】
前記ポンプは、隔膜ポンプを備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記ポンプは、
前記袋と流体連通する入口逆止弁と、
前記入口逆止弁上に配置されて、前記弁と隔膜との間で部屋を画定する隔膜と、
前記隔膜上に配置され、前記部屋と流体連動する出口逆止弁と、を備え、
前記出口逆止弁は、前記部屋の内部に収容された前記ある量の添加物を分与するため、前記隔膜に圧力が印加されたときに開くよう構成されている、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記ポンプはさらに、
前記ハウジングの一方の末端部に接続されたポンプ本体であって、前記ポンプ本体を貫通する開口部を持つ、ポンプ本体を備え、
前記袋は、前記ポンプ本体に封止され、且つ、前記開口部と流体連通し、
前記入口逆止弁は、前記開口部の中に配置され、
前記隔膜は、前記ポンプ本体に接続され、且つ、前記入口逆止弁上に配置される、請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記ハウジングと前記ポンプが軸方向に互いに整列している、請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記入口逆止弁が前記ポンプと傘型弁の間に配置されたポンプ開口部上のセルフシール式隔膜として動作できる、請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記ポンプは、そのシール面が前記弁の遠位端上に配置されるよう前記ポンプから延びている出口逆止め弁を含む、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記入口逆止弁、出口逆止弁、及び隔壁が可撓性材料を含む、請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記可撓性材料は、シリコーン、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ブナ、ネオプレン、ＥＰＤＭ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される１つ以上のエラストマーを含む、請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記袋は、可撓性を持つ蒸気障壁を備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記袋は、ガセットフォイル小袋である、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項１２】
前記ハウジングは、実質的に剛体である、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１３】
前記カートリッジは、前記ハウジングを押し、前記ポンプを選択的に動作させて前記ある量の添加物を分与するよう構成される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１４】
前記カートリッジは、容器に係合するよう構成され、前記ポンプは、前記ポンプの反対側で前記ハウジングの端部に力が印加されたときに前記容器により動かされるよう構成される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１５】
前記カートリッジは、水濾過システムに接続された容器に係合するよう構成される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１６】
前記水濾過システムは、水栓に接続されている、請求項１５に記載のカートリッジ。
【請求項１７】
前記袋中の添加物の残量を測定するために操作可能な測定機器を更に備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１８】
添加物を選択的に水に分与するためのカートリッジであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、添加物を含むように構成された袋と、
前記ハウジングに接続され、前記袋と流体連通したポンプと、を備え、
前記ポンプは、シール面を持つ出口逆止弁を備え、前記袋からある量の添加物を選択的に水に分与するために動作可能であり、
前記カートリッジは前記シール面の下流にデッドスペースをほぼまったく含まないように構成される、カートリッジ。
【請求項１９】
前記ポンプが、
前記袋と流体連通した入口逆止弁と、
前記入口逆止め弁上に配置されて前記入口逆止弁と前記隔膜との間で部屋を画定する隔膜と、を含み、
前記部屋は、前記ある量の添加物を保持するよう構成され、
前記出口逆止弁は、前記部屋と流体連通する状態で前記隔膜に配置され、前記ある量の添加物を分与するため前記隔膜の動作時に開くよう構成される、請求項１８に記載のカートリッジ。
【請求項２０】
前記ある量は、約０．０５ｍｌ〜約１．０ｍｌの事前計量された量である、請求項１９に記載のカートリッジ。
【請求項２１】
選択的に添加物を水に分与するためのカートリッジであって、
湾曲した断面を有するハウジングと、
前記ハウジング中に配置され、添加物を収容するように構成された貯槽と、
前記ハウジングに接続され且つ前記貯槽と流体連通するポンプと、を備え、前記ポンプがその動作時に前記貯槽からある量の添加物を分与するよう構成される、カートリッジ。
【請求項２２】
前記ハウジングは、凸状に湾曲した第一および第二の側壁を備え、第一および第二の側壁の前記凸状の湾曲は同一の方向を向いている、請求項２１に記載のカートリッジ。
【請求項２３】
前記ハウジングは、約３．８ｃｍ（１．５インチ）〜約６．４ｃｍ（２．５インチ）の内半径、および、約１０．２ｃｍ（４．０インチ）〜約１５．２ｃｍ（６．０インチ）の外半径を有する、請求項２１に記載のカートリッジ。
【請求項２４】
前記ハウジングは、水濾過システムの湾曲面とほぼ一致するように構成される、請求項２２に記載のカートリッジ。
【請求項２５】
前記カートリッジは、使い捨てであり、前記貯槽は袋である、請求項２２に記載のカートリッジ。
【請求項２６】
前記カートリッジは、さらに、前記ハウジングに沿って配置されたドア開放装置を備え、
前記ドア開放装置は、前記容器に取り外し可能な状態で接続されたドアを開放し、添加物が前記カートリッジから分与されるよう前記容器内で開口部を開閉するよう構成される、請求項１４に記載のカートリッジ。
【請求項２７】
前記カートリッジは、さらに、前記ハウジングに沿って配置されたドア開放装置を備え、
前記ドア開放装置は、容器に接続されたドアを開放するよう構成され、前記ドアは前記カートリッジから添加剤が付与されるよう容器内の開口部を開閉するよう構成される、請求項１８に記載のカートリッジ。
【請求項２８】
前記カートリッジは、さらに、前記ハウジングに沿ったドア開放装置を備え、
前記ドア開放装置は、容器に接続されたドアを開放するよう構成され、前記ドアは、前記カートリッジから添加剤が付与されるよう前記容器内の開口部を開閉するよう構成される、請求項２１に記載のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して添加物分与システムに関する。より詳しくは、本発明は、水に消耗品である添加物を分与するための独自のカートリッジに関連し、さらにより詳しくは、濾過水にある量の消耗品である添加物を分与する水濾過システムに接続可能な使い捨てカートリッジに関連する。
【背景技術】
【０００２】
家庭及びその他の用途向けの水処理装置は当該技術分野において周知である。このような装置は、典型的にはインライン又は末端部で給水系統に組み込まれる。前者の例は、水栓に到達する前に水を濾過する、流し台の下の装置である。末端部の装置には、流し台の上と蛇口取付けとの２つの一般的な種類がある。水処理装置は、機械的濾過又は化学的処理の使用によって水を処理することができる。ほとんどの水濾過システムは、活性炭又は活性炭とイオン交換樹脂との組み合わせのいずれかを収容するフィルタカートリッジを使用する。活性炭は、微粒子及びその他の不純物を濾過除去すると同時に、水中に存在する塩素の大部分を除去する機能がある。イオン交換樹脂は、カルシウムのようなプラスイオン類を除去し、それによって水を軟化する。上記のシステムのマイナスの副作用は、種々のその他の健康によい鉱物類がイオン交換樹脂によって除去されうることである。水浄化の別の方法は逆浸透であるが、この技術を使用した製品は、コスト高であることから家庭の消費者に広く利用されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、人々による水の消費は、よりよい健康教育及びその他の情報を公衆が入手できるようになったために上昇した。しかし、通常の水道水の品質及び味の悪さについての公衆の認識が、これらの問題に対処する多数の製品の開発及び販売につながっている。種々のボトル入りの水が消費者に入手可能となっている。これらのボトル入りの水のいくつかは、消費者が利益を見出す可能性のある追加の添加物を有する。このような添加物としては、栄養素類、ビタミン類、鉱物類及び香味料類が挙げられる。これらのボトル入りの水は、時としてフィットネスウォーター、ビタミンウォーター又は機能強化水と呼ばれる。しかしながら、機能強化されたボトル入り水製品を定期的に入手することの費用及び不便性が、消費者に追加的な水の消費を思いとどまらせることもある。それ故に、公衆に機能強化水を提供するためのより便利で費用効果の高い方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、水に添加物を分与するためのカートリッジを目的とし、より詳しくは、消耗品である添加物を分与するための、水濾過システムに接続可能な使い捨てカートリッジを目的としている。これにより、ユーザーは、濾過水にある量の添加物を選択的に分与することが可能となる。
【０００５】
本発明の１つの実施形態は、水に添加物を選択的に分与するためのカートリッジである。カートリッジは、ハウジング、ハウジング内に配置された通気口のない袋、ハウジングに接続されて袋と流体連通するポンプを備える。袋は、消耗品である添加物を含むように構成されている。ポンプは、ある量の添加物を水に選択的に分与するために操作可能である。カートリッジは、任意の向きから前記量の添加物を分与してもよいように構成される。
【０００６】
本発明の他の実施形態は、添加物を選択的に分与するためのカートリッジであり、ハウジング、ハウジング内に配置される袋、ハウジングに接続されて袋と流体連通するポンプを含む。袋は、消耗品である添加物を含むように構成されている。ポンプは、シール面とある量の添加物を袋から水に選択的に分与するよう操作可能な出口逆止弁を含んでいる。カートリッジは、出口逆止弁の前記シール面の下流にデッドスペースをほぼまったく含まないよう構成されている。
【０００７】
本発明のさらに別の実施形態は、湾曲した横断面をもつハウジング、ハウジング内に配置され添加物を含むように構成される袋、ハウジングに接続されて袋と流体連通するポンプを備える、水に添加物を選択的に分与するカートリッジである。ポンプは、ポンプがその動作時に袋からある量の添加物を分与するよう構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の種々の実施形態を詳細に参照するが、その例は添付図面に例示され、添付図面では同種の数字は図面を通して類似要素を指している。
【０００９】
図１は、本発明の１つの実施形態による代表的な水濾過システム１５を例示する。水濾過システム１５は、未濾過水源１８に接続可能な水入口２０を備える。水入口２０は、水フィルタ２２と流体連通する。水フィルタ２２は、未濾過水から１つ以上の汚染物質又は微粒子を濾過するために操作可能である。出口２４は、水フィルタ２２と連通しており、濾過水を分与するために操作可能である。水濾過システム１５はさらに、添加物分与システム１６を備える。添加物分与システム１６は、添加物を収容するための貯槽２６と添加物出口２８とを備える。添加物分与システム１６は、ある量の添加物を濾過水に選択的に分与するために操作可能である。１つの代表的な実施形態において、出口２４から分与される濾過水はグラス又はその他の容器３０に分与され、添加物は添加物出口２８を通じて容器３０内の濾過水に分与される。
【００１０】
水入口２０は、いかなる未濾過水源にも接続可能である。代表的な未濾過水源は、庭のホース、水道、水栓取付具、貯水槽、水差し及び水ディスペンサーなどを含む。
【００１１】
水フィルタ２２は、当業者に既知のいかなる水フィルタ技術も含んでもよい。このような水用濾材は、水から有機物を除去するための活性炭素又は同様のもの、水の中の細菌及びウイルスを破壊するためのハロゲン化樹脂繊維及び／若しくはハロゲン化樹脂ビーズ又はその他の媒体、水からイオン性物質を除去するためのイオン交換樹脂（例えばナトリウム除去のためのハロゲン系作用交換樹脂（action exchange resin））、及び精密濾過による細菌除去を含んでもよい。本発明に用いてもよい代表的な水フィルタの１つは、米国特許第６，５６５，７４９号（ホー（Hou）ら）に開示されている。
【００１２】
１つの実施形態において、貯槽２６の中の添加物は、液体の形態である。別の実施形態において、貯槽２６の中の添加物は、乾燥粉末の形態である。前記添加物は、香味料、ビタミン類、鉱物類及び栄養素類からなる群から選択される１つ以上の添加物を含む。添加鉱物は、カルシウム、シリケート、塩化物、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、セレン、亜鉛、鉄、マンガン及びこれらの混合物のイオン類からなる群から選択される鉱物類を含む。ビタミン添加物は、ビタミンＢ１２、ビタミンＣ及びこれらの混合物からなる群から選択されるビタミン類を含む。別の実施形態において、ホメオパシー治療薬及び薬草治療薬、並びに香味料が添加物として貯槽２２に含まれてもよい。
【００１３】
１つの実施形態において、添加物は天然油の水性アルコール抽出物を含む。他の添加物は、エリキシル剤、酒精又は清油及びチンキ剤を含んでもよい。エリキシル剤は、口腔用途を意図した透明な、加糖された水性アルコール液体である。アルコール含有量は約５体積％〜約５０体積％の範囲である。酒精又は精油は、植物又は化学物質から調製されたアルコール性又は水性アルコール溶液である。溶質の濃度は最大５０％まで変動する。濾過水にわずかな風味を付与するため、天然油の水性アルコール抽出物は、濾過水の約０．０２５〜約０．５体積％の範囲である。別の実施形態において、添加剤は、濾過水に色を加えるため、食品着色料のような１つ以上の着色剤を含んでもよい。代表的な風味は、レモン、ライム、ベリー、かんきつ類、オレンジ、イチゴ及びこれらの混合物を含む。
【００１４】
貯槽２６は、汚染を生じないか又はその材料特性が添加物によって影響されない当業者に既知のいかなる材料から構築されてもよい。貯槽２６の代表的な構築材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル、及び同様のポリマーが挙げられる。その他の代表的な構築材料としては、アルミニウム箔が挙げられる。１つの実施形態において、貯槽２６は材料の複数の層を含む。別の実施形態において、適したバリヤー特性を備えた、いかなる可撓性材料も利用されてもよい。
【００１５】
図１の模式図は、出口２４及び添加物出口２８がそれぞれ水及び添加物を別々に容器３０に分与することを描写しているが、添加物出口２８が出口２４と流体連通されてもよいことは、同様に、例示されたシステム及び発明の範囲内である。例えば、該水濾過システムは、得られる混合物が容器３０に分与される前に出口２４と添加物出口２８とを１つの出口流れに組み合わせるよう構成された出口ミキサーをさらに備えてもよい。
【００１６】
図２に例示される１つの代表的な実施形態において、水濾過システム１５は、添加物出口２８と連通する制御装置３４をさらに備える。制御装置３４は、添加物出口２８を通じて分与される添加物の量を調節するよう構成される。制御装置３４は制限弁３６を備えてもよい（図５参照）。制限弁３６は、添加物出口２８を通じて分与される添加物がある場合、当該添加物の量を制限又は調節するために操作可能である。別の実施形態において、制御装置３４は、制限弁３６と連通するマイクロプロセッサを備えてもよい。１つの代表的な実施形態において、制御装置３４は、ユーザーが濾過水に分与される添加物の量を選択できるダイヤル又はその他の入力装置を備えてもよい。
【００１７】
さらに別の代表的な実施形態において、図３に例示されるように、水濾過システム１５は、水栓のような未濾過水源１８に連通する水入口２０を備える。水フィルタ２２は水入口２０と連通し、水フィルタ２２からの濾過水は出口２４で分与される。添加物分与システム１６は、添加物を収容するための貯槽２６と添加物出口２８とを備える。この実施形態において、添加物出口２８は出口２４と流体連通する。１つの代表的な実施形態において、図１０に例示されるように、添加物出口２８と出口２４とは水濾過システム１５のハウジング４０の内側で出口ミキサー４２に一緒に接続し、その結果水濾過システム１５の外部は出口流れを１つだけ有する。
【００１８】
本発明の１つの実施形態において、添加物出口２８及び出口２４は、出口２４内の濾過水が添加物出口２８を通過して移動するときにベンチュリ吸引作用を生じるような方法で連通して構成され設置される。ベンチュリ吸引作用は、添加物出口２８内の添加物を出口２４を通って流れる濾過水に引き入れる真空を発生させる。
【００１９】
本発明の別の代表的な実施形態において、図４に例示するように、添加物分与システム１６はポンプ３２をさらに備える。ポンプ３２は、貯槽２６及び添加物出口２８と連通する。ポンプ３２は、添加物を貯槽２６から添加物出口２８へと輸送し、濾過水に添加されるように構成される。１つの実施形態において、ポンプ３２は隔壁ポンプを備える。当業者に理解されるように、当業者に既知のいかなるポンプも、添加物を添加物出口２８へと輸送するために利用されてよい。代表的なポンプとしては、ピストンポンプ、蠕動ポンプ、及びベローズ型ポンプが挙げられる。別の代表的な実施形態において、添加物分与システムは、ポンプ３２と連通する手動アクティベータ、例えば、押し棒４８をさらに備える。押し棒４８は、押し棒４８に圧力が印加されたときにポンプ３２を起動するよう構成される。押し棒４８は、ユーザーがある量の添加物を濾過水に手動で選択的に分与することを可能にする。
【００２０】
１つの代表的な実施形態において、図５に例示されるように、水濾過システム１５は、水栓のような未濾過水源１８に連通する水入口２０を備える。水入口２０は、水フィルタ２２と連通する。鉱物含有量分析器３８は、水フィルタ２２の出口と流体連通する。鉱物含有量分析器３８は、濾過水中の１つ以上の鉱物の濃度を測定するために操作可能である。水濾過システム１５はさらに、鉱物含有量分析器３８と連通する制御装置３４を備える。１つ以上の添加物を収容する貯槽２６は、添加物出口２８及び制限弁３６と連通する。制限弁３６は制御装置３４と連通し、制御装置３４は、濾過水中に予め定められた添加物の濃度が得られるように１つ以上の添加物（例えば鉱物類）を分与するために操作可能である。例えば、鉱物含有量分析器３８は、濾過水中のカルシウムの濃度を検出し、該カルシウム濃度を制御装置３４に報告する。制御装置３４は、最終的な処理水製品に追加のカルシウムが所望されることを決定し、そのように、添加物出口２８を通じて濾過水に分与されている添加物（すなわち、カルシウム）の量を追加及び／又は増大するための信号を制限弁３６に送る。当業者は理解するように、濾過水に分与される添加物の量を制御するために当業者に既知のいかなる制御装置も利用してもよい。
【００２１】
本発明の別の代表的な実施形態を図６に例示する。本実施形態において、水濾過システム１５は、未濾過水源１８に接続可能な水入口２０を備える。水入口２０は水フィルタ２２と流体連通し、その結果、未濾過水源１８からの未濾過水が水入口２０を通って及び水フィルタ２２を通って出口２４へ向かって流れる。水が水フィルタ２２によって濾過された後、該水は鉱物含有量分析器３８及び／又は流量計４０を通過する。鉱物含有量分析器３８は、濾過水中の１つ以上の鉱物の濃度を測定するために操作可能である。流量計４０は、水フィルタ２２を出る水の流量を測定するために操作可能である。流量計４０は、制御装置３４に信号を送信するよう構成され、該信号は水フィルタ２２を出る水の流量に対応する。制御装置３４は、鉱物含有量分析器３８の鉱物含有量信号及び流量計４０からの流量信号を受信する。制御装置３４は続いて、貯槽２６に連通するポンプ３２及び／又は制限弁３６に信号を送信する。制御装置３４からの信号はポンプ３２及び／又は制限弁３６を起動し、ある量の添加物を貯槽２６から添加物出口２８を通って濾過水に分与させる。添加物の量は、鉱物含有量分析器３８及び／又は流量計４０から受信する信号の関数である。別の実施形態において、図６に示すように、出口ミキサー４２は出口２４と流体連通する添加物出口２８を配置するように構成される。別の実施形態において、添加物出口２８は出口２４と別であってもよく、及び互いに流体連通しないでいてもよい。当業者が理解するように、濾過水の種々の構成成分を検出するための当業者に既知のいかなるセンサーも利用してもよい。代表的なセンサーとしては、カリフォルニア州ロサンジェルス（Los Angeles, California）のＨＭデジタル（HM Digital）からのＴＤＳ（全溶解固体）センサーが挙げられる。
【００２２】
本発明の別の実施形態において、図７に例示されるように、水濾過システム１５は、水栓のような未濾過水源１８に接続できる水入口２０を備える。水入口２０は、水フィルタ２２と流体連通する。水フィルタ２２は、未濾過水源１８からの未濾過水を１つ以上の汚染物質又は汚染物を濾過するために操作可能である。水フィルタ２２からの濾過水は、出口２４に分与される。この実施形態において、添加物分与システム１６は複数個の貯槽２６を備える。各貯槽２６は、濾過水に選択的に分与される１つ以上の添加物を含む。制御装置３４は、存在する場合、いずれの貯槽２６が添加物を濾過水に分与すべきかをユーザーが選択できるように構成される。１つの実施形態において、制御装置３４は、添加物出口２８を通って濾過水までの添加物の流量を調節するために信号を制限弁３６に送信する。上述のように、１つの実施形態において、添加物出口２８と出口２４とは互いに流体連通するか又は出口ミキサー４２と接合している。別の実施形態において、貯槽２６は複数の室を備えてもよく、該室の各々が濾過水に分与される添加物を収容する。
【００２３】
本発明の別の実施形態を図８に例示する。この実施形態において、添加物分与システム１６は、ユーザーの既存の水フィルタに追加されるよう構成される。この実施形態は、すでに水濾過システムを購入したユーザーが、本発明の新規添加物分与システムを追加することを可能にする。この実施形態において、ハウジング４４は貯槽２６及び添加物出口２８に接続される。ハウジング４４は、添加物出口２８が既存の水フィルタの出口に隣接できるよう、ユーザーの既存の水フィルタに取り付けるか又は該水フィルタの上を滑るように構成される。１つの実施形態において、添加物出口２８は既存の水フィルタの出口近くに設置される可撓性チューブを備える。別の実施形態において、ハウジング４４は既存の水フィルタの一部を置換するように構成されてもよい。例えば、ハウジング４４は既存の水フィルタハウジングの構成成分の上にねじ止めされて、該構成成分を置換するように構成されてもよい。
【００２４】
１つの実施形態において、貯槽２６は水濾過システム１５に解除可能に接続される。これにより、貯槽２６が空のとき又はユーザーが別の貯槽２６に含有される異なる添加物を濾過飲料水に添加することを所望するときに、貯槽２６を容易に交換することができる。１つの実施形態において、添加物分与システムはフィルタで濾過された水２５０ｍｌ当たり約０．０１ｍｌの添加物〜約１．０ｍｌの添加物を選択的に分与するために操作できる。さらなる実施形態において、添加物分与システムはフィルタで濾過された水２５０ｍｌ当たり約０．１ｍｌの添加物〜約０．５ｍｌの添加物を選択的に分与するために操作できる。別の実施形態において、添加物分与システムはフィルタで濾過された水の約０．０２５〜約０．２５体積％の添加物を選択的に分与するために操作できる。さらなる実施形態において、添加物分与システムはフィルタで濾過された水の約０．０５〜約０．１体積％の添加物を選択的に分与するために操作できる。
【００２５】
さらに別の実施形態において、図９に例示するように、添加物分与システム１６はさらに、貯槽２６内の添加物の残量を指示するために操作可能な添加物寿命指示器５０を備える。例えば、貯槽２６はユーザーが貯槽内に残っている添加物の量を確認できる可視液位計５０を備えてもよい。別の実施形態において、添加物分与システム１６は、添加物分与システム１６から分与された添加物の量を計算するために操作可能であって、貯槽２６に残っている添加物の残量を指示するよう構成される合計器５２をさらに備えてもよい。このような配置において、流量計又は合計器は添加物寿命指示器と連結され、信号を添加物寿命指示器に送信して、予め定められた体積の添加物が添加物出口を通って流れた後に該指示器を点灯又は点滅させる。別の実施形態において、寿命指示器は、プログラム可能な時計を収容するマイクロチップのような監視機構を備えてもよい。添加物寿命指示器は、例えば、発光ダイオード又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）表示器として実施されてもよく、該添加物寿命指示器は、例えば、新規貯槽の設置以後予め定められた時間、例えば２ヵ月が経過した後に点灯又は点滅するように時計がプログラムされる。ユーザーは、貯槽を新しい貯槽に交換し、時計をリセットすることができる。
【００２６】
本発明のその他の実施形態は、水栓又は同様のものの使用に限定されない。例えば、本発明の要素は、水差し、水筒のような携帯容器との使用又は冷水器のようなその他の配水システムとの使用に適応されてもよい。例えば、本発明の１つの代表的な実施例は、図１０に例示するように、フィルタ２２及び添加物を収容する交換可能な貯槽２６を含むように設計できる水差し又は水筒のような容器７０のための取付物を備える。添加物出口２８は、添加物が濾過水に分与されるように容器７０の出口２４の近くに設置されてもよい。同様に、本発明の要素は、冷水器又は冷蔵庫内に設置されてもよく、添加物を濾過水に選択的に分与するため、対応するボタン類、スイッチ類などによって操作されてもよい。
【００２７】
図１１〜１６は、本発明のさらに別の代表的な実施形態を示している。本発明の添加物分与システム１００は、容器１０１とカートリッジ１２０を含み、カートリッジ１２０は、消耗品である添加物を含有し、添加物を液体（例えば水）に選択的に分与するように構成される。添加物分与システム１００は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、カートリッジ１２０及び／または容器１０１を１つ以上含むことができる。容器１０１は、空間１０２と、カートリッジ１２０を容器１０１内で動かせるように空間１０２でカートリッジ１２０を受け止めて保持するように構成されたガイド１０３を含んでもよい。例えば、カートリッジ１２０は、複数のガイド１０３の内側でカートリッジ１２０の長手軸Ａ１沿いにスライドしてもよい。容器１０１はまた、カートリッジ１２０が容器１０１内に配置された場合にポンプを操作するように構成されたポンプ作動装置を含んでもよい。図１１に示すように、ポンプ作動装置は環状突出部１０４であり、容器１０１の面上１０５から延び、面上１０５に配置された開口１０６を囲んでいる。他の代表的なポンプ作動装置には、図１６に示すような、トグル機構、レバー、線状カム、回転カム、及びこれらのような機構が含まれる。そのような機構は、閉端部１３６またはポンプ１５０に力を印加する場合があり、手動または自動（例えば、モーター作動、ソレノイド作動）で作動させられる場合がある。
【００２８】
示された代表的な実施形態において、添加物分与システム１００はまた、容器１０１に対し取り外し可能な状態で接続されるカバー１０７を任意で含み、容器１０１とカバー１０７でカートリッジ１２０が囲まれている。カバー１０７は、汚れやその他の屑から保護して容器内でカートリッジ１２０の動作が妨げられることを防ぐ。カバー１０７はまた、ボタン１０８を含んでもよく、ボタン１０８は、カバー１０７に対して可動式に接続し、カートリッジ１２０が容器１０１内に配置される場合にカートリッジ１２０の閉端部１３６（後述する）を押すように構成される。容器１０１、カバー１０７、及びボタン１０８は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、いかなる大きさ、形状、及び構成を有することができる。容器１０１、カバー１０７、及びボタン１０８を構成する代表的な素材には、金属、塑性体、複合材料、及びこれらの組み合わせなどがある。代表的な実施形態の１つでは、ポリマーを使用して容器、カバー、及びボタンが構成され、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル、エラストマー、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）シリコーン、及びこれらの組み合わせなどが使用される。
【００２９】
容器１０１は、水栓に取り付けられた水濾過システム１１０に対して、接続されるものでも、取り付けられるものでも、直接組み込まれるものでもよい。図１１に示すように、容器１０１は、水濾過システム１１０のキャップカバー１１１に直接組み込まれている。水濾過システム１１０には、ここで説明した従来の水濾過システム及び／または当業者に周知の水濾過システム、あるいは当業者により今後開発されるあらゆる水濾過システムを使用してよい。本発明に含まれる可能性がある水濾過システムの代表的な実施形態は、プロクターアンドギャンブル社（Ｐｒｏｃｔｅｒ ＆ Ｇａｍｂｌｅ Ｃｏｍｐａｎｙ、米国オハイオ州シンシナティ）から市販されているＰＵＲ水濾過システムである。
【００３０】
そのようなカートリッジは、置換可能かつ／または使い捨てのカートリッジであってよい。置換可能／使い捨てであることにより、添加物が完全に使い果たされた（すなわち、カートリッジ１２０の添加物が空になった）ときに、ユーザーがカートリッジ１２０を取り外し、空になったカートリッジを新しい未使用のカートリッジ（例えば、添加物で満たされたカートリッジ）と交換することが可能となる。あるいは、添加物分与システム１００により、ユーザーは、簡単かつ容易に特定の添加物（例えば、レモンフレーバー）を内包するカートリッジ１２０を交換し、希望する別の添加物（例えば、チェリーフレーバー）と入れ替えることが可能となる。
【００３１】
代表的な実施形態において、カートリッジ１２０は、貯槽１３９を備えるハウジング１３０、貯槽１３９内に配置された袋１４０、ハウジング１３０の開放端部１３７に接続されて袋１４０と流体連通するポンプ１５０を含む。ハウジング１３０は、側壁１３２、１３３、１３４、及び１３５、閉端部１３６、並びに開放端部１３７を含む。この代表的な実施形態において、側壁１３４と１３５は、ハウジング１３０が湾曲した断面図を有する（図１３参照）ように、実質的に湾曲している。ハウジング１３０の湾曲形状は、多様な機器（例えば、水栓取付型濾過システム、水差し取付型システム、携帯型添加物分与システム、冷蔵庫、その他）の内部でカートリッジ１２０を機能させることができるように構成される。さらに、ハウジング１３０の形状は、多様な機器内で機能するように設計されているが、適切な量の添加物を収容するために大容量の貯槽を備えるように構成してもよい。このように、湾曲した形状のハウジング１３０の代表的な実施形態は、２つの間にバランスをもたらす。さらに、カートリッジは、２つのカートリッジを１つの水差し容器内に取り付け可能な幅となっている。カートリッジ１２０の代表的な幅の１つは、約１．３ｃｍ（０．５インチ）〜約７．６ｃｍ（３．０インチ）であり、カートリッジ１２０の代表的な幅の別な例は、約２．５ｃｍ（１．０インチ）〜約５．１ｃｍ（２．０インチ）、特に約３．８ｃｍ（１．５インチ）である。カートリッジ１２０は、約１．３ｃｍ（０．５インチ）〜約１０．２ｃｍ（４．０インチ）、より具体的には約５．１ｃｍ（２．０インチ）〜７．６ｃｍ（３．０インチ）の長さを有する。
【００３２】
ハウジング１３０は、圧力容器をほぼ包み込むよう湾曲している（例えば、水栓取付型濾過システム１１０）。例えば、側壁１３４は、水栓取付型濾過システム１１０の外部ハウジング（例えば、背面１０９）の湾曲とほぼ一致または適合するように湾曲している。側壁１３５もまた湾曲させてよい。これは、湾曲したカバー１０７の内側に合うようにするため、及び／または、水栓取付型濾材の角の美的影響を最小限に抑えるためである。側壁１３５は、濾過システム１１０のカバー１０の湾曲とほぼ一致または適合するように湾曲している。さらに、側壁１３４が背面１０９の湾曲とほぼ一致することにより、容器１０１とカートリッジ１２０とをより密接に適合（つまり、精密公差適合）させることが可能となる。これにより、カートリッジ１２０を容器１０１内でスムーズに、かつ、より効率的に動かすことが可能となる。図１３は、湾曲した形状のハウジング１３０を示しており、ハウジング１３０は凸状形状の２つの側壁１３４と１３５を含み、側壁１３４と１３５は同一の一般方向に湾曲している。すなわち、図１３に示すように、側壁１３４と側壁１３５の凸状湾曲は共に同一の方向を向いている。代表的な実施形態の１つにおいて、湾曲した側壁１３４と１３５は互いにほぼ並行となっている。図１３はまた、ハウジング１３０の断面図を示しており、内半径Ｒｉ及び外半径Ｒｏが含まれている。代表的な実施形態の１つにおいて、内半径を約５．１ｃｍ（２．０インチ）〜約２５．４ｃｍ（１０．０インチ）、外半径Ｒｏを約１．３ｃｍ（０．５インチ）〜約１２．７ｃｍ（５．０インチ）としてもよい。さらに別の代表的な実施形態では、内半径を約１０．２ｃｍ（４．０インチ）〜約１５．２ｃｍ（６．０インチ）、外半径Ｒｏを約３．８ｃｍ（１．５インチ）〜約６．４ｃｍ（２．５インチ）としてもよい。ハウジング１３０は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、さまざまな周知形状、構成、及び大きさを有することができる。
【００３３】
ハウジング１３０の製作には、当業者に周知のあらゆる従来素材を使用してよい。そのような素材は、実質的剛体材料、半剛体材料、可撓性材料、あるいはこれらの組み合わせでもよい。代表的な実施形態において、ハウジング１３０は実質的剛体材料で製作されている。ハウジング１３０の代表的な材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル、及び同様の高分子材料などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。代表的な実施形態の１つにおいて、ハウジング１３０は、ＤＯＷ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社製（１２４５０ Ｎ等級）の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で製作されている。別の代表的な実施形態において、ハウジング１３０は、材料費と重量を最小限におさえるため、実質的に剛性のフレームワークを含んでもよい（すなわち、側壁１３２、１３３、１３４、及び１３５を含まない）。
【００３４】
図１２に戻ると、ハウジング１３０の側壁１３２、１３３、１３４、及び１３５並びに閉端部１３６により、ハウジング１３０内の貯槽１３９の範囲が定められている。袋１４０は、貯槽１３９に挿入される。袋１４０には、液状、ジェル状、あるいは粒子状の添加物を収容するように構成された、当業者に周知のあらゆる種類の従来の袋またはラインを使用してよい。代表的な実施形態において、袋１４０は、可撓性を有するガセット袋または蒸気障壁（図示せず）を含む小袋である。そのような可撓性の袋により、カートリッジ１２０をあらゆる向き（例えば、並行または垂直）に配置することが可能となり、さらに、袋１４０内に収容された液状添加物のほぼすべてを分与することが可能となり、袋１４０の添加物の完全分与を支援するための通気や圧力レリーフ機器は必要とされない。図１１に示すように、カートリッジ１２０は、水処理システム１１０に接続され、垂直な向きに保持される。袋１４０は、単層または複数層の材料及び／またはラミネート（薄層）を含んでよく、当業者に周知の通り、これにはフォイルラミネート（薄層）や金属被覆されたフィルムバッグが含まれるが、これらに限定されるものではない。そのような材料は、蒸気障壁や蒸気障壁特性を含むものでもよい。これらのラミネート（薄層）やフィルムバッグもまた、シール面にポリエチレンラミネート（薄層）を含んでよい。代表的なフォイルラミネート（薄層）の１つは、Ｓｏｎｏｃｏ社から市販されている。
【００３５】
代表的な実施形態において、ポンプ１５０は、カートリッジ１２０と一緒に使い捨てできるように構成される。カートリッジ１２０に使い捨てポンプが含まれる構成とすることには、ポンプを添加物分与システム１００に常設（例えば、容器１０１に接続）される装置として設計し、使い捨てない場合と比較して、種々の利益が存在する。第１に、使い捨てポンプ（例えば、ポンプ１５０）では、ポンプによる分与後にポンプ内で添加物が堆積すること（例えば、残留物）に起因したポンプ内のバクテリアの増殖の問題が排除される。
【００３６】
第２に、使い捨てポンプ（例えば、ポンプ１５０）により、ポンプの信頼性の問題が低減される。ポンプが添加物分与システム１００の常設装置である場合は、動作の繰り返しによってやがて消耗し、破損してしまう。さもなければ、そのような反復動作を考慮したポンプを製作する必要があり、その場合は費用と重量が増大する。しかし、ポンプ１５０は、袋１４０内の添加物枯渇に伴い交換されることから、袋１４０内に収容された添加物を使い果たすために必要なポンプ動作の回数を取り扱うように構成され、大幅に低価格なポンプとなる。これにより、添加物分与システム１００の信頼性も向上する。第３に、ポンプをカートリッジと一緒に交換しない場合は、ポンプ内に堆積した特定種類の添加物（例えば、レモン香味料残留物）により新しい添加物（例えば、チェリー香味料）が交差汚染され、消費者に満足できない味で不満な体験をさせることとなる。ポンプ１５０をカートリッジ１２０と一緒に使い捨て可能とすることにより、ポンプ内のフレーバーの交差汚染がほぼ排除される。カートリッジ１２０は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、再利用可能及び／または詰め替え可能なカートリッジとして構成することができる。しかし、ポンプ１５０は、消耗品である添加物の廃棄や交換に伴って毎回廃棄または交換されることから、袋１４０から添加物を選択的に分与するための安価なポンプ（例えば、ポンプ１５０）を構成することが望ましい。
【００３７】
図１２、１４、及び１５に示す代表的なポンプ１５０は、配置時に通るポンプ開口部１５２を備えたポンプ本体１５１、ポンプ開口部１５２に通常閉鎖位置で配置される入口逆止弁１５３、入口逆止弁１５３を覆うキャビティ１５５内に配置される隔壁１５４、隔壁１５４沿いに配置される出口逆止弁１５８を含む。図１２に示すように、ポンプ１５０は、ハウジング１３０と軸方向で整列しており、ポンプ１５０と袋１４０も軸方向で整列する。軸方向で整列とは、本明細書で使用するときは、ポンプ開口部１５２がハウジングの長手軸Ａ１と同軸上に位置することを意味する。ポンプ１５０とハウジング１３０がこのように軸方向で整列することにより、袋１４０からの添加物のポンピング及び分与が向上する。軸方向の整列により、必要なポンピング力が低減されるため、さらに小型のポンプをカートリッジ１２０に使用することが可能となる。示された代表的な実施形態において、袋１４０、ポンプ本体１５１、入口逆止弁１５３、隔壁１５４、及び出口逆止弁１５８は、ハウジング１３０の長手軸Ａ１に沿って伸びる流量経路を含む。
【００３８】
ポンプ本体１５１は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのさまざまな従来の塑性体を用いて製作してよい。代表的なＨＤＰＥは、Ｄｏｗ  Ｐｌａｓｔｉｃ社から１２４５０  Ｎ等級が市販されている。この代表的な実施形態において、ポンプ開口部１５２に配置された入口逆止弁１５３は、袋１４０のセルフシール式シール（例えば、隔壁）及び一方向逆止弁の両方として機能する。この多機能性により、必要な構成要素の数、ひいてはカートリッジ１２０の製作費用が削減される。隔壁１５４が入口逆止弁１５３を覆うように配置されると、ドウス室１５６が画定される。隔壁１５４は、平坦な表面１５７と、平坦な表面１５７から外に向かって延び、かつ、室１５６と流体連通するように隔壁１５４に組み入れられた出口逆止弁１５８を含む。室１５６もまた、入口逆止弁１５３と流体連通する。隔壁１５４と出口逆止弁１５８を１つの構成要素に組み込むことにより、ポンプ１５０の製作費及び複雑さが低減される。入口逆止弁１５３は複数機能（例えば、弁とシール）で説明され、隔壁１５４は組み込まれた出口逆止弁１５８を備えるものとして説明されるが、別個のシール、入口逆止弁、隔壁、及び出口逆止弁を備えるポンプも本発明の精神と範囲を逸脱するものではない。
【００３９】
出口逆止弁１５８は、出口逆止弁１５８の遠位端１６０に配置された一対のシール面１５９を含む。出口逆止弁１５８は、延び、かつ、カートリッジ１２０から分与される添加物がシール面１５９を一度通過すると、その添加物がカートリッジから完全に離れ、カートリッジ１２０または容器１０１のいずれとも接触することがないように構成される。換言すれば、カートリッジ１２０及び容器１０１のいずれにも、シール面１５９の下流に位置する流量経路上にデッドスペースがない。カートリッジ１２０及び容器１０１は、いずれも、シール面１５９の下流にデッドスペースを含まないように構成されているため、分与された添加物が堆積するいかなるスペースも持たない。そのような添加物の堆積により、容器内でカートリッジの動作が妨げられたり、バクテリアの増殖や、又は香味料の交差汚染が発生したりする恐れがある。逆止弁の外部（ここで添加物が少々空気に触れる）に堆積した添加物は、蒸発して残留物を残す場合があり、この残留物によりポンプの動作が妨げられることがある。入口逆止弁１５３と同様に、出口逆止弁１５８は、通常閉鎖位置となるように構成され、ドウス室１５６と流体連通する。代表的な実施形態の１つにおいて、入口逆止弁１５３は傘型弁であり、出口逆止弁１５８はダックビル弁である。入口逆止弁１５３、隔壁１５４、及び出口逆止弁１５８は、可撓性材料（特に、記憶性能を持つ可撓性材料）で形成される。入口逆止弁１５３、隔壁１５４、及び出口逆止弁１５８の代表的な構成材料は、シリコーン、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ブナ、ネオプレン、ＥＰＤＭなどのエラストマーを含むが、これらに限定されるものではない。入口逆止弁１５３、隔壁１５４、及び出口逆止弁１５８の製作に使用される代表的なＴＰＥの１つは、Ｗｅｓｔ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ社から市販されている。
【００４０】
袋１４０は、ポンプ本体１５１のシールフランジ１６６に封止され、袋１４０がポンプ開口部１５２ひいては入口逆止弁１５３と流体連通するようになっている。袋１４０をポンプ本体１５１のシールフランジ１６６に封止することにより、ハウジング１３０の前側側壁（例えば、開放端部１３７を覆うためのもの）を排除することが可能となり、重量及び製作費が削減される。袋１４０及びポンプ本体１５１は、ハウジング１３０の開放端部１３７に挿入される。ポンプ本体１５１は、ヒートシールでハウジング１３０に接続される。ポンプ本体１５１及びハウジング１３０は、当業者に周知の従来技術や手法（スナップ嵌め接続、糊、その他）を任意数使用して接続してもよい。カートリッジ１２０はまた、ポンプ本体１５０のキャビティ１５５に接続（例えば、スナップ嵌め、ヒートシール、ねじ付き係合、その他）して隔壁１５４をポンプ本体のキャビティ１５５内に保持する保持器１６２を含む。保持器１６２はまた、当業者に周知のスナップペグ１６８を使用して保持器１６２に接続される弁キャップ１６４を含んでよい。そのようなキャップは、使用前に汚れ、屑、及び破損に曝されることから出口逆止弁１５８を保護する。保持器１６２及びキャップ１６４は、ポリプロピレンなどの塑性体材料で製作してよい。保持器１６２及びキャップ１６４の製作に使用される代表的な材料の１つは、ＢＰ  Ａｍｏｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から市販されているホモポリマー４０３９である。キャップ１６４は、スナップペグ１６８に向かってひねることで簡単に外れる。
【００４１】
入口及び出口の弁１５３と１５８は、ボール弁、バネ付き弁、またはその種の他のものなど、従来のさまざまな一方向弁や逆止弁を含んでよい。さらに、当業者が認識する通り、袋１４０から容器内の水に添加物を分与する上で、容積流量ポンプや遠心ポンプなどの、当業者に周知のあらゆるポンプを使用してよい。そのような代表的実施形態は、ピストンポンプ、蠕動ポンプ、ベローズ型ポンプ、圧電ポンプ、隔壁ポンプ（例えば、前述のもの）、回転翼、その他を含むが、これらに限定されるものではない。あるいは、カートリッジ１２０は、袋１４０から水に添加物を分与する上で、ポンプ１５０の代わりに通気送り装置、重力送り装置、及び／または加圧システムを含んでもよい。
【００４２】
袋１４０を添加物で満たすため、本明細書で説明するように、中空の針（図示せず）が入口逆止弁１５３に挿入され、この入口逆止弁１５３は、袋１４０の内部を真空状態にする上でポンプ開口部１５２を覆うシール包囲（つまり、袋１４０のシール）として機能する。袋１４０の内部が真空状態になると、針は取り外される。入口逆止弁１５３は、その形状、構成、及び材料により、針によって入口逆止弁にできた穴を自動的に封じ直し、当業者に周知のセルフシール隔壁として機能する。添加物を収容した注射器型機器の第２の針（図示せず）は、入口逆止弁に挿入され、袋１４０への添加物の分与を可能とする。この場合も、入口逆止弁１５３の形状、構成、及び材料により、針によってできた穴は自動的に封じ直される（例えば、セルフシール隔壁）。針及び注射器型機器は、当業者によく知られているものであるため、本明細書では説明しない。
【００４３】
動作時、キャップ１６４はカートリッジ１２０からひねって外される。カートリッジ１２０は、隔壁１５４の平坦な表面１５７が環状突出部１０４に対して置かれ、出口逆止弁１５８が容器１０１の開口１０６を通って挿入されるように、容器１０１のガイド１０３の間の空間１０２に挿入される。挿入後、ユーザーは、袋１４０から供給されたある量の添加物で室１５６を満たすために、ポンプ１５０の準備を行うことが必要となる場合がある。例えば、ユーザーは、閉端部１３６に対し、力をカートリッジ１２０の長手軸Ａ１に沿った開放端部１３７（ポンプ１５０）方向に選択的に印加してよい。ハウジング１３０に力が印加されると、この力により、環状突出部１０４が平坦な表面１５７に押し付けられ、これにより、隔壁１５４が押し下げられるため、出口逆止弁１５８が開放されると共に、室１５６の容量が低下する。室１５６の容量が低下すると、室１５６内に収容された物質（例えば、空気や添加物）は出口逆止弁１５８を介して強制的に分与される。閉端部１３６に印加された力が解除されると、隔壁１５４がその記憶性能によって通常位置に復帰することにより、室１５６が広がって通常の容量に戻る。そのように室１５６が広がることにより、室１５６内部が真空となる。これにより、入口逆止弁１５３の環状弁シール１６９が曲がってポンプ本体１５１から離れ、入口逆止弁１５３が開放される。入口逆止弁１５３が開放されると、室１５６内の真空状態によって、添加物もまたポンプ開口部１５２を介して袋１４０から室１５６へと引き込まれる。
【００４４】
隔壁１５４及び室１５６が通常位置に戻ると、入口及び出口の逆止弁が閉じられ、袋１４０及び室１５６への空気の吸い戻しが防止される。ポンプを準備して室１５６を添加物で満たす上で、このプロセスが数回繰返されてもよい。ポンプ（及び／またはドウス室）は、１回のポンプ動作で分与される所定の用量（事前定量化または計量した量の添加物）を保持するように構成してよい。各ポンプ動作で分与される添加物の代表的な用量は、約０．０５ｍｌ〜約１．０ｍｌである。別の代表的な実施形態では、用量を約０．１５ｍｌ〜約０．２５ｍｌとしてよい。部屋が所定量の添加物で満たされる（つまり、準備ができる）と、カートリッジでは、ある量の添加物を室１５６から水へと分与するための用意が整う。１回分の添加物を得たい場合、ユーザーは閉端部１３７に力を印加する。これにより、突出部１０４により隔壁１５４が押し下げられ、出口逆止弁１５８が開放されて、室１５６内の添加物が出口逆止弁１５８から分与される。添加物が出口逆止弁１５８から分与される際、室１５６に補充するために、同量の添加物が袋１４０から入口逆止弁１５３を通して吸い込まれる。
【００４５】
カートリッジ１２０及び／または容器１０１は、カートリッジから分与済みの添加物の量及び袋１４０の添加物の残量を追跡及び／または判断するための測定機器（図示せず）を含んでもよい。この測定機器は、袋１４０内部の残存添加物量を測定する重量センサー、ドウスカウンター、袋内の流体抵抗率の変化を測定する電気センサーまたは電極センサー、ＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、不透明度センサー、あるいは、貯槽内の消耗品残量の追跡が行われる他の産業（例えば、インクジェット産業など）で使用される同様の機器を含んでよいが、これらに限定されるものではない。そのような測定機器については、当業者に周知の技術であるため、本明細書で説明する必要がないカートリッジ１２０及び／または容器１０１はまた、本明細書で既に説明したように添加物耐用期間インジケータ（図示せず）を含んでもよく、この添加物耐用期間インジケータは、測定機器に接続され、測定機器で測定されたカートリッジ１２０内の添加物残量を示す。例えば、カートリッジ１２０はユーザーが貯槽内に残っている添加物の量を確認できる可視液位計（図示せず）を備えてもよい。さらに、カートリッジ１２０及び／または容器１０１は、カートリッジ、水濾過システム、及び／またはコンピュータや制御装置の間でデータと信号を伝達するＴＡＢ回路や高周波接続などの通信リンクを含んでもよい。
【００４６】
図１７を参照すると、容器１０１は、カートリッジ１２０と相互接続するインターフェース１７０を含んでよい。インターフェース１７０は、容器１０１内にカートリッジ１２０がない場合に汚れ、屑、及びその他の物質が水濾過システム１１０に入るのを防ぐため、容器１０１と別個の部品または組み込まれた部品としてもよい。インターフェース１７０は、インターフェース開口部１７４を備える本体１７２、開口部１７４の開閉を行うように構成されるドア１７６、カートリッジ１２０がインターフェース１７０内に配置されたときにカートリッジ１２０を偏倚させてインターフェース本体１７２から離すよう構成されるバネ１７８、及び本体１７２を貫くスロット１７９を含む。ドア１７６は、開口部１７４上の通常閉鎖位置に設けられる。容器１０１内にカートリッジ１２０が配置されるとき、ドア１７６はまだ開口部１７４を塞いだままの状態にある。しかし、ユーザーが閉端部１３６に力を印加すると、カートリッジがインターフェース本体１７２方向に移動し、ポンプ本体１５１に設けられたドア開放装置１８０（例えばカム）がスライドしてスロット１７９を通り、ドア１７６とかみ合う。ドア開放装置１８０は、ドア１７６を動かして開口部１７４から離れさせ、これにより、出口逆止弁１５８が開口部１７４を通して動き、袋１４０から添加物を分与することが可能となる。印加された力が解除されると、バネ１７８によりカートリッジ１２０が移動されてインターフェース本体１７２から再び離れ、これにより、ドア開放装置１８０がドア１７６から外れて開口部１７４が閉じられる。また、インターフェース１７０は、カートリッジ１２０がインターフェース１７０に挿入されてドア開放装置１８０によりドア１７６が開口部１７４から離れる方向に移動させられない限りドア１７６が通常閉鎖位置となるように構成されてもよい。この構成の場合、インターフェース１７０は、カートリッジ１２０を偏倚させてインターフェース本体１７２から離すバネを含まない。ただし、ドア１７６をその通常閉鎖位置に偏倚させるバネは使用してもよい。
【００４７】
本発明の別の代表的な実施形態を図１８に例示する。この実施形態において、添加物分与システム２００は、可動係合してカートリッジ１２０を収容するよう構成される容器２０１を含んでよい。容器２０１は、容器２０１の面２０５内に配置される開口２０６の付近で容器２０１に接続されるドア２１０を含んでよい。ドア２１０は、開口２０６を開閉するよう構成され、これにより、カートリッジ１２０の出口逆止弁１５８が開口２０６に入って面２０５を通ることが妨げられたり、許可されたりする。ドア２１０の遠位端２１１は、ドア２１０が容器２０１から開口２０６上にかけて片持ち状態となるよう容器２０１に固定される。さらに、ドア２１０は、開口２０６上の通常閉鎖位置にバネ偏倚される。この実施形態において、ドア２１０は、記憶性能またはこのようなバネ偏倚を実現するバネ定数を有する材料で製作される。あるいは、容器２０１に、ドア２１０と係合して開口２０６上の通常閉鎖位置に偏倚させる別のバネ（図示せず）を含んでもよい。カートリッジ１２０またはドア２１０のいずれかにドア２１０と係合するカム（図示せず）を備えてもよいし、またはその逆でもよい。ポンプ１５０を動作させるためにカートリッジ１２０に力が印加されると、カムによりドア２１０が移動して開口２０６から離れ、出口逆止弁１５８において開口２０６を経て容器内へと添加物を分与することが可能となる。
【００４８】
添加物分与システム１００（カートリッジ１２０及び容器１０１を含む）は、水栓またはそれと同様のものと組み合わせて使用するものに限定されない。例えば、本発明の要素は、水差し、水筒のような携帯容器との使用又は冷水器のようなその他の配水システムとの使用に適応されてもよい。例えば、容器１０１は、水差し（図示せず）あるいは水差しと同様の機器に接続または組み込まれてもよく、これには水濾過システム（図示せず）が含まれる。ここで、カートリッジ１２０は、水差し内または水差しから濾過水が注がれている容器内の濾過水に添加物を選択的に分与するよう構成されてよい。
【００４９】
図１９には、容器３００の別の代表的な実施形態が示されている。容器３００は、前述のカートリッジ１２０を収容するよう構成される空間３０２を含む。容器３００は、カートリッジ１２０が容器３００内の空間３０２にスライドして入るように、カートリッジ１２０とスライド係合するよう構成される空間３０２の内部にガイド（図示せず）を含んでもよい。容器３００は、ポンプ作動機器（図示せず）（例えば、環状突出部１０４）と、側壁３０６内に配置される開口部（図示せず）を含んでよく、この開口部により、カートリッジ１２０が容器３００内に挿入された場合に出口逆止弁１５８の突出が可能となる。この代表的な実施形態において、容器３００を手持ちサイズの機器としてもよく、これにより、容器３００とカートリッジ１２０の携帯が可能となる。あるいは、容器３００を、固定設備（例えば、壁）に取り付けられるよう構成してもよい。示された代表的な実施形態の場合、容器３００の扱い易さを向上させ、ひいてはカートリッジ１２０からの添加物の分与し易さを向上させるため、容器３００は、容器３００の両側に配置されるつまみ部３０４を含む。カートリッジ１２０が容器３００の内部に配置される場合、ユーザーは、２本の指（及び／または親指）で容器３００をつまみ、３本目の指でカートリッジ１２０の閉端部１３６に力を印加することにより、ポンプ１５０を作動させて、カートリッジ１２０から添加物を選択的に分与する。
【００５０】
図２０は、添加物分与カートリッジ４００の別の実施形態を例示している。この実施携帯においては、添加物分与カートリッジ４００はハウジング４３０、ハウジング４３０内に配置されている貯槽（示されていない）、ポンプ４５０を含む。ハウジング４３０は、湾曲した側壁４３１、４３２、４３３、及び４３４で定義された湾曲した横断面をもつ。また、ハウジング４３０は、投入量を増加したカートリッジを提供するためにここで示され説明されるカートリッジ１２０と比較して増加した貯槽容量（例えば、カートリッジ１２０の２倍の容量）をもつ。
【００５１】
「発明を実施するための最良の形態」で引用される全ての文献は、その関連部分において、参考として本明細書に組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを認めるものと解釈されるべきではない。本発明の特定の実施形態が例示及び説明されてきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行えることが当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正を、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
【００５２】
本明細書では、本発明を特に指摘し、明確に請求する請求項を記載するが、本発明は、添付図面と併せてなされる次の説明から一層理解されるであろうと考えられている。
【００５３】
図に示した実施形態は、実例に過ぎず、請求項により定義される本発明を制限することを意図したものではない。更に、図及び本発明の各特徴は、詳細な説明に照らし合わせれば、より明確になり理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。
【図２】本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。
【図３】本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。
【図４】本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。
【図５】本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。
【図６】本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。
【図７】本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。
【図８】本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの模式図。
【図９】本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの模式図。
【図１０】本発明の実施形態による代表的な水濾過システムの模式図。
【図１１】本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの組立て分解斜視図。
【図１２】本発明の実施形態による代表的なカートリッジの組立て分解斜視図。
【図１３】図１２によるカートリッジのための代表的なハウジングの断面図。
【図１４】図１２による代表的なカートリッジの断面図。
【図１５】図１２によるカートリッジの断面図。
【図１６Ａ】図１１による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。
【図１６Ｂ】図１１による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。
【図１６Ｃ】図１１による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。
【図１６Ｄ】図１１による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。
【図１６Ｅ】図１１による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。
【図１６Ｆ】図１１による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。
【図１６Ｇ】図１１による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。
【図１６Ｈ】図１１による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。
【図１６Ｊ】図１１による添加物分与システムのための代表的な作動機構の模式図。
【図１７】本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの組立て分解斜視図。
【図１８】本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの斜視図。
【図１９】本発明の実施形態による添加物分与システムのための代表的な容器の斜視図。
【図２０】本発明の実施形態による代表的な添加物分与システムの斜視図。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１６Ｇ】
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【図１６Ｈ】
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【図１６Ｊ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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