(57)【要約】水ろ過のための装置が、基部と、基部に連結されたろ過容器と、基部に脱着可能に連結されたカラフとを含む。ろ過容器は流入口と流出口とを含む。ろ過容器は、流入口と流出口との間に位置するひだ付きフィルタを含む。ひだ付きフィルタは、表面が複数の面内に配置されるように複数の頂部と複数の谷部とを有する該表面を特徴とする、ひだ面を有する。ろ過容器は、流入口から流出口まで延びる水流経路をひだ付きフィルタのひだ面が横断する方向にひだ付きフィルタが維持されるように、構造的に構成されている。ろ過容器は、容器方向および容器形状の少なくとも一方により水流を水流経路に沿って誘導するように、さらに構成されている。カラフは、ろ過容器の流出口に連結された入口を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該フィルタが、消毒モジュール、矯味モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体モジュール、ミネラル除去モジュール、塩除去モジュール、風味モジュール、ビタミンモジュールおよび医薬モジュールからなる群より選択される複数の脱着可能なろ過モジュールを含み、該ろ過モジュールが、ユーザーによって該ろ過容器内で特定の順番で積層可能である、ろ過容器
を含む、水ろ過装置。
【請求項２】
消毒モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体除去モジュール、ミネラル除去モジュールおよび塩除去モジュールが、風味モジュールからの少なくとも1種の風味、ビタミンモジュールからの少なくとも1種のビタミン、および医薬モジュールからの少なくとも1種の医薬を透過可能である、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
風味モジュール、ビタミンモジュールおよび医薬モジュールが、1つまたは複数の脱着可能なろ過モジュールの下流にあり、これにより、フィルタを通過する水が、消毒モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体除去モジュール、ミネラル除去モジュールおよび塩除去モジュールのうち1つまたは複数に浸透した後に、該風味モジュール、ビタミンモジュール、および医薬モジュールのうち1つまたは複数に浸透する、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
カラフの内部領域がろ過容器の流出口に連結されるように、該ろ過容器が該カラフに連結される、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
カートリッジハウジングに連結されたカートリッジシールであって、該カートリッジハウジングが、水ろ過装置のカートリッジ容器に対応する幾何学的形状を有し、該カートリッジハウジングが、ろ過領域と補給区画とに仕切られた内部を有する、カートリッジシールと、
ろ過領域内に配置されたろ過物質と、
該補給領域区画内に配置された補給物質と、
を含み、
該ろ過領域に入る液体が該ろ過物質を横断し続いて該補給領域に入って該ろ過物質を横断した後に該カートリッジを出ていくように、該ろ過領域が該補給領域から仕切られている、
水ろ過装置と共に使用するための使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項６】
ろ過領域および補給領域が積層方向に配置され、カートリッジハウジングが、該カートリッジハウジングの周壁に隣接して位置する開口を有する堅固な仕切壁を含み、該開口が該ろ過領域と該補給領域との間に流体通路をもたらす、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項７】
ろ過領域および補給領域が横方向に配置され、カートリッジハウジングが、該ろ過領域および該補給領域の両方の上部かつ周囲に位置する開口を有する堅固な仕切壁を含み、該開口が該ろ過領域と該補給領域との間に流体通路をもたらす、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項８】
ろ過領域および補給領域が積層方向に配置され、ろ過物質が該補給領域から該ろ過領域を仕切る、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項９】
ろ過物質が、以下のリスト、すなわち活性炭、金属酸化物または金属水酸化物から選択される吸着材料を含み、これにより、ろ過カートリッジが5C〜40Cの温度範囲の水をろ過する働きができる、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項１０】
ろ過物質がイオン交換樹脂またはゼオライトを含み、これにより、ろ過カートリッジが5C〜99Cの温度範囲の水をろ過する働きができる、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項１１】
ろ過領域および補給領域が透水層によって隔てられ、該透水層がその断面積の大部分に亘って、該ろ過領域と該補給領域との間に流体通路をもたらす、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項１２】
カートリッジシールとろ過領域および補給領域に仕切られた内部を有するカートリッジハウジングとを含む使い捨てカートリッジに穴を開ける工程であって、該ろ過領域が、その中に配置されたろ過物質を有し、該補給領域が、その中に配置された補給物質を有する、工程;
該使い捨てカートリッジに水を導入する工程であって、該水が該ろ過物質を横断した後に該補給領域に入るように、該水が該ろ過領域へ導入され続いて該補給領域へ導入される、工程;
該水を該補給領域から出す工程;および
該水を該カートリッジハウジングから出す工程
を含む、水をろ過する方法。
【請求項１３】
水をカートリッジハウジングから出す工程が、カートリッジハウジングに穴を開けることを含む、請求項12に記載の水をろ過する方法。
【請求項１４】
水をカートリッジハウジングから出す工程が、カートリッジハウジングおよび補給領域に穴を開けることを含む、請求項12に記載の水をろ過する方法。
【請求項１５】
ろ過物質の形状がカートリッジハウジングの断面に対応している、請求項12に記載の水をろ過する方法。
【請求項１６】
基部と、
該基部に連結されたろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置される、ろ過容器と、
カラフ入口が該ろ過容器の該流出口に連結されるように、該基部に脱着可能に連結されたカラフと、
該基部に連結された補給容器であって、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、該ろ過容器の該流出口と流体連通する補給容器入口ポートをさらに含み、該補給容器が、該基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートと該カラフのカラフ入口ポートとに選択的に連結された流体経路を有し、これにより、水ろ過装置が一回供給分のまたは多量供給分の水性飲料を選択的にろ過および補完する働きをし得る、補給容器と
を含む、水ろ過装置。
【請求項１７】
基部と、
該基部に連結されたろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該フィルタが、ユーザーによって構成可能な、消毒モジュール、矯味モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体モジュール、ミネラル除去モジュール、塩除去モジュール、風味モジュール、ビタミンモジュール、医薬モジュールからなる群より選択される複数の脱着可能なフィルタモジュールを含む、ろ過容器と
を含む、水ろ過装置。
【請求項１８】
複数の浸食に基づくフィルタモジュール状態インジケータをさらに含み、該複数のインジケータにおける各インジケータが複数の脱着可能なフィルタモジュールにおける特定のフィルタモジュールに対応し、該複数のインジケータが流入口と流出口との間に位置し、該複数のインジケータにおける各インジケータが、該対応するフィルタモジュールの状態を表すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食の後に該インジケータそれぞれから供給される、請求項17に記載の水ろ過装置。
【請求項１９】
複数の脱着可能なフィルタモジュールが、該複数の脱着可能なフィルタモジュールの形状に対応する形状を有するカートリッジ内に配置される、請求項17に記載の水ろ過装置。
【請求項２０】
ろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置される、ろ過容器と、
浸食に基づくフィルタ状態インジケータであって、該インジケータが該流入口と該流出口との間に位置し、該インジケータが、該フィルタの状態を示すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食が該インジケータに起こった後に供給される、浸食に基づくフィルタ状態インジケータと、
を含む、水ろ過装置。
【請求項２１】
シグナルが電子的である、請求項20に記載の水ろ過装置。
【請求項２２】
シグナルが、視覚的インジケータ、音響インジケータおよび味覚インジケータの少なくとも1つである、請求項20に記載の水ろ過装置。
【請求項２３】
シグナルが、色が変わるように構成された視覚的インジケータである、請求項20に記載の水ろ過装置。
【請求項２４】
シグナルが、単語を含む視覚的インジケータである、請求項20に記載の水をろ過する方法。
【請求項２５】
水ろ過装置の基部に連結された水ろ過容器に水を導入する工程であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該ろ過容器が浸食に基づくフィルタ状態インジケータをさらに含み、該インジケータが該流入口と該流出口との間に位置し、該インジケータが該フィルタの状態を示すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食がインジケータに起こった後に供給される、工程;
該水が該フィルタおよび該インジケータを横断するようにかつ該インジケータが浸食されるように、該流入口から該流出口まで延びる水流経路に沿って該水を流れさせる工程;および
所定量の流量依存的浸食が該インジケータに起こった後に、該フィルタの状態をシグナルを介して示す工程
を含む、水ろ過装置において水をろ過する方法。
【請求項２６】
シグナルが電子的である、請求項25に記載の水をろ過する方法。
【請求項２７】
シグナルが、視覚的インジケータ、音響インジケータおよび味覚インジケータの少なくとも1つである、請求項25に記載の水をろ過する方法。
【請求項２８】
シグナルが、色が変わるように構成された視覚的インジケータである、請求項25に記載の水をろ過する方法。
【請求項２９】
シグナルが、単語を含む視覚的インジケータである、請求項25に記載の水をろ過する方法。
【請求項３０】
基部に連結された補給容器を含む装置であって、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、複数回供給用途を可能にするための徐放性または制御放出性物質をさらに含む、装置。
【請求項３１】
複数回供給用途に関連する補給物質の状態を示すシグナルを供給するように構成されたインジケータをさらに含む、請求項30に記載の装置。
【請求項３２】
インジケータが液体容積測定に基づくものである、請求項30に記載の装置。
【請求項３３】
インジケータが、以下のリスト、すなわち温度、TDS、pH、ミネラル含有量から選択される水質パラメータに基づくものである、請求項30に記載の装置。
【請求項３４】
基部と、
該基部に連結されたろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するひだ付きフィルタを含み、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該ひだ付きフィルタが、表面が複数の面内に配置されるように複数の頂部と複数の谷部とを有する該表面を特徴とするひだ面を有し、該ろ過容器が、該流入口から該流出口まで延びる水流経路を該ひだ付きフィルタの該ひだ面が横断する方向に該ひだ付きフィルタを維持するように構造的に構成されており、該ろ過容器が、容器方向および容器形状の少なくとも一方により該水流経路に沿って水流を誘導するようにさらに構成されている、ろ過容器と、
カラフ入口が該ろ過容器の該流出口に連結されるように、該基部に脱着可能に連結されたカラフと
を含む、水ろ過装置。
【請求項３５】
カラフ出口をさらに含む、請求項34に記載の装置。
【請求項３６】
カラフ出口がカラフの底部領域に位置する、請求項35に記載の装置。
【請求項３７】
カラフ出口がバルブを含む、請求項36に記載の装置。
【請求項３８】
バルブが、カラフが基部に連結されたら開き、カラフが基部から取り外されたら閉まるように構成されている、請求項37に記載の装置。
【請求項３９】
基部が、カラフ出口における開いたバルブを介して、該基部に連結されたカラフと流体連通するポートを含む、請求項38に記載の装置。
【請求項４０】
基部に連結されているポンプをさらに含む、請求項39に記載の装置。
【請求項４１】
ポンプが基部のポートに連結されている、請求項40に記載の装置。
【請求項４２】
基部に連結されている複数のポンプをさらに含む、請求項41に記載の装置。
【請求項４３】
カラフが、少なくとも１つの取っ手および１つの注ぎ口を有する給仕用ピッチャーとして構成されている、請求項34記載の装置。
【請求項４４】
基部に連結された補給容器をさらに含み、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、ポンプに連結された補給容器入口ポートをさらに含み、該補給容器が、該基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートに連結された流体経路を有する、請求項34に記載の装置。
【請求項４５】
補給容器が、一回供給分出口ポートおよびカラフ入口に選択的に連結された流体経路を含み、これにより、ろ過装置が、一回供給分のまたは多量供給分の水性飲料を選択的にろ過および補完するように構成されている、請求項44に記載の装置。
【請求項４６】
補給容器内に位置する使い捨て補給カートリッジをさらに含み、該補給カートリッジが、カートリッジハウジングに連結されたカートリッジシールを有し、該カートリッジハウジングが、その中に配置された補給物質を有する、請求項44に記載の装置。
【請求項４７】
補給カートリッジハウジングが、補給容器に対応する幾何学的形状を有する、請求項46に記載の装置。
【請求項４８】
補給物質が、風味成分、ビタミン、塩抽出剤（extractor）、ミネラル、ハーブエキスおよび医薬の少なくとも1種を含む、請求項46に記載の装置。
【請求項４９】
補給物質が液体である、請求項46に記載の装置。
【請求項５０】
補給物質が固体である、請求項46に記載の装置。
【請求項５１】
固体が粒状および粉末状の少なくとも一方である、請求項50に記載の装置。
【請求項５２】
基部に連結された補給容器をさらに含み、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、ろ過容器の流出口と流体連通する補給容器入口ポートをさらに含み、該補給容器が、該基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートに選択的に連結された流体経路を有する、請求項34に記載の装置。
【請求項５３】
加熱ユニットと冷却ユニットと制御部とを含む温度調節ユニットをさらに含む、請求項34に記載の装置。
【請求項５４】
浸食に基づくフィルタ状態インジケータをさらに含み、該インジケータが流入口と流出口との間に位置し、該インジケータが、フィルタの状態を示すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食が該インジケータに起こった後に供給される、請求項34に記載の装置。
【請求項５５】
浸食に基づくフィルタが、浸食可能なポリマーを含む、請求項54に記載の装置。
【請求項５６】
基部が163インチ未満である、請求項34に記載の装置。
【請求項５７】
フィルタの水量負荷が4gpm/ft2未満である、請求項34に記載の装置。
【請求項５８】
フィルタの水量負荷がより低くかつ2.5gpm/ft2未満である、請求項34に記載の装置。
【請求項５９】
水ろ過装置の基部に連結された水ろ過容器に水を導入する工程であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するひだ付きフィルタを含み、該ひだ付きフィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該ひだ付きフィルタが、表面が複数の面内に配置されるように複数の頂部と複数の谷部とを有する該表面を特徴とするひだ面を有する、工程;および
該水が該ひだ付きフィルタの該ひだ面を横断するように、該流入口から該流出口まで延びる水流経路に沿って該水を流れさせる工程
を含む、水ろ過装置における水のろ過方法。
【請求項６０】
有形の記憶媒体に保存されたコンピュータ可読コードを含むコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータ可読コードが、水ろ過装置で水をろ過するためのコンピュータによって実行可能なコンピュータプログラムを形成し、該コンピュータプログラムが、
該水ろ過装置の基部に連結された水ろ過容器に水を流れ込ませるためのコンピュータコードであって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを含み、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該ろ過容器が浸食に基づくフィルタ状態インジケータをさらに含む、コンピュータコードと、
ろ過水を補給容器に入れるためのコンピュータコードであって、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、ポンプに連結された補給容器入口ポートをさらに含み、該補給用容器が、該基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートに連結された流体経路を有する、コンピュータコードと
を含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項６１】
基部と、
該基部に連結されたろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するろ過媒体を含み、該ろ過媒体が、金属酸化物および金属水酸化物および活性炭およびイオン交換およびゼオライトの少なくとも１種を含み、該ろ過媒体が該流入口と該流出口との間に配置され、該ろ過容器が、該ろ過媒体が該流入口から該流出口まで延びる水流経路を横断する方向に該ろ過媒体を維持するように構造的に構成されており、該ろ過容器が、容器方向および容器形状の少なくとも一方により該水流経路に沿って水流を誘導するようにさらに構成されている、ろ過容器と、
カラフ入口が該ろ過容器の該流出口に連結されるように、該基部に脱着可能に連結されたカラフと
を含む、水ろ過装置。
【請求項６２】
複数のモジュール方式フィルタを含み、該モジュール方式フィルタ全てのアスペクト比が1未満である、重力供給方式の水ろ過装置。
【請求項６３】
複数のモジュール方式フィルタが、ユーザーによって構成可能である、請求項62に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は「METHOD AND APPARATUS FOR POINT OF USE WATER FILTRATION」と題した2011年12月15日に出願の米国仮出願第61/576,219号の優先権を主張し、該出願はその全体が参照により本書に組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
背景
都市の配水施設などの地域組織は、地域や地元社会への配水に先立って行う浄水機能に大きく重点を置いている。このように水を衛生的にするために実施されている複雑かつ高コストな取り組みにもかかわらず、供給される水には汚染物質が残っていたり、自治体やその他の地域の給水施設による集中処理の後に水が該施設から家庭や職場におけるエンドユーザーに配水される際に汚染物質が入る場合がある。
【０００３】
エンドユーザーが利用可能な既存のポイントオブユース方式の浄水システムには、非効率かつ効果の無い部材が多数組み込まれている。その一部としてフィルタ付きのピッチャー、蛇口アタッチメント、および給水用冷蔵装置に内蔵されたユニットが挙げられる、現行のシステムに伴うコストおよび非効率性は、フィルタが消耗した時を判断するのに用いられる原始的な方法に一部起因している。このようなシステムは、システムが使用中であった時間の長さしか考慮し得ず、これは、フィルタの状態についての偽陽性または偽陰性の表示をもたらす可能性がある。
【０００４】
これらのシステムに伴う誤表示は、エンドユーザーに、尚早にフィルタを廃棄させたり、効果的なろ過のための最大利用可能時間を遥かに超えたフィルタの使用を続けさせてしまう場合がある。さらに、既存のシステムは、高品質な水の選択肢を提供するよう能率的にかつ費用効率良く特定のミネラルおよび病原体を除去する能力を欠いている。
【発明の概要】
【０００５】
概要
本発明者らは、本発明のポイントオブユース方式の水ろ過装置を通して水が効率的かつ効果的にろ過され得ることを認識している。本発明者らはさらに、かかる機器が、高品質の水を様々な形で提供するための様々な本発明の補給技術を効率的に実施し得ることを認識している。
【０００６】
上記に鑑み、本開示は、水のろ過方法および装置を対象としている。
【０００７】
本明細書において開示する本発明のいくつかの例示的な態様では、水ろ過装置は、基部と、基部に連結されたろ過容器と、基部に脱着可能に連結されたカラフとを含む。ろ過容器は流入口および流出口を有する。ろ過容器は、その中に位置するひだ付きフィルタを含む。該フィルタは流入口と流出口との間に配置され、該ひだ付きフィルタは、表面が複数の面内に配置されるように複数の頂部と複数の谷部とを有する該表面を特徴とする、ひだ面を含む。ろ過容器は、流入口から流出口まで延びる水流経路をひだ付きフィルタのひだ面が横断する方向にひだ付きフィルタが維持されるように、構造的に構成されている。ろ過容器は、容器方向および容器形状の少なくとも一方により水流経路に沿って水流を誘導するように、さらに構成されている。カラフは、カラフ入口がろ過容器の流出口に連結されるように、基部に連結されている。
【０００８】
いくつかの態様では、カラフはカラフ出口を含んでもよい。カラフ出口はカラフの底部領域に位置してもよい。カラフ出口はまたバルブを含んでもよい。バルブは、カラフが基部に連結されたら開き、カラフが基部から取り外されたら閉まるように構成されてもよい。基部は、カラフ出口における開いたバルブを介して、基部に連結されたカラフと流体連通するポートを含んでもよい。装置はまた、基部に連結されているポンプを含んでもよい。ポンプは基部のポートに連結されていてもよい。装置は、基部に連結されている複数のポンプを含んでもよい。
【０００９】
いくつかの態様では、カラフは、少なくとも１つの取っ手および１つの注ぎ口を有する給仕用ピッチャーとして構成されている。いくつかの態様では、装置は、基部に連結された補給容器を含んでもよい。補給容器は補給物質を保持するように構成されている。補給容器は、ポンプに連結された補給容器入口ポートを含む。補給容器は、基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートに連結された流体経路を含む。補給容器は、一回供給分または多量供給分の水性飲料を選択的にろ過しかつ補完するための、一回供給分出口ポートおよびカラフ入口の少なくとも一方に選択的に連結された流体経路を含んでもよい。一回供給分とは、一般に、多量供給分よりも少ない分量を意味する。しかしながら、一回供給分および多量供給分のいずれも、いかなる特定の量にも限定されない。例えば、一回供給分とは、2、4、6、8、10、12、16、20、24液量オンスの分量または1リットルの分量を含んでもよい。一回供給分出口ポートは、ろ過されたおよび/または補完された水の送り先に基づいて、多量供給出口ポートと区別される。より具体的には、一回供給分出口ポートは、一人で消費するように一般的に構成された容器を保持するように構成された領域へと水を向かわせる一方で、多量供給分出口ポートは、何人かでまたは一人で複数回供給にわたって消費するように一般的に構成された容器を保持するように構成された領域へと水を向かわせ、これは様々な態様において通常はカラフである。補給容器は使い捨ての補給カートリッジを含んでもよい。補給カートリッジは、カートリッジハウジングに連結されたカートリッジシールを含み、かつその中に配置された補給物質を有する。補給カートリッジは、補給容器に対応する幾何学的形状を有してもよい。補給カートリッジは、ろ過領域と補給区画とに仕切られた内部を有してもよい。補給カートリッジにおける補給物質は、風味成分、ビタミン、塩抽出剤（extractor）、ミネラル、ハーブエキスおよび医薬の少なくとも１種を含んでもよい。補給物質は液体でも固体でもよい。固体は粒状でも粉末状でもよい。述べたように、補給カートリッジは、ろ過水への添加用の物質を含むことに加えて、水の追加のろ過用の物質を含んでもよい。このように補給カートリッジは、第二のろ過ステージを設けてもよい。このように、本発明の態様の商業的な実施では、ろ過容器内で機能する一次フィルタを備えたろ過装置が提供されてもよく、かつ、給水時に認識された需要に基づいて、補給カートリッジをユーザーが入手することを可能にしてもよく、これにより、飲用水に風味物質または他の物質を入れる代わりにまたはそれに加えて、特定の種類の二次的なろ過レベルが提供される。これらの二次ろ過プロセスは、健康のためまたは水の美観的な理由のために汚染物質を除去するために行われて、風味をまたは補給プロセスの一貫性を向上させるものであってもよい。例えば、ユーザーは、一般的な汚染物質をろ別するように構成された一次フィルタを備えたろ過装置を入手してもよく、ユーザーが水源に不定期に高レベルのラジウムが含まれることに気づいた場合には、ユーザーは、ユーザーが所望する風味を選択するのと同様の様式で追加のろ過用の補給カー��リッジを入手してもよい。同様に、水のミネラル含有量が水および飲料の味および魅力に影響することは周知である。この場合、ユーザーは、塩、全溶解固形物(TDS)、ミネラル、水硬度、または、飲料の風味もしくは補給プロセスに影響し得るその他の同様の成分などの水の成分をろ別するように構成された一次フィルタを備えたろ過装置を入手してもよい。このような除去は、補給の一貫性および望ましくない味の除去の改善のために水のミネラル含有量を減少させるかまたは除去するための、イオン交換樹脂またはゼオライトの使用によるイオン交換プロセスの使用により達成することができる。
【００１０】
本発明の様々な態様では、ろ過装置は、基部に連結されかつ補給物質を保持するように構成された補給容器を含んでもよい。補給容器は、ろ過容器の流出口と流体連通する入口ポートを含み、補給容器は、基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートに選択的に連結された流体経路を有する。
【００１１】
いくつかの態様では、ろ過装置は、基部に連結された補給容器を含んでもよい。補給容器は、その中に補給物質を保持するように構成されてもよく、かつ、複数回供給用途を可能にするための徐放性または制御放出性の物質をさらに含んでもよい。ろ過装置はまた、複数回供給用途に関連する補給物質の状態を示すシグナルを供給するように構成されたインジケータを含んでもよい。
【００１２】
いくつかの態様では、水ろ過装置は、加熱ユニットと冷却ユニットと制御部とを含む温度調節ユニットを含む。
【００１３】
いくつかの態様では、水ろ過装置は、浸食に基づくフィルタ状態インジケータを含む。インジケータは流入口と流出口との間に位置してもよい。インジケータは、フィルタの状態を示すシグナルを供給する。シグナルは、所定量の流量依存的浸食がインジケータに起こった後に供給される。浸食に基づくフィルタは浸食可能なポリマーを含んでもよい。
【００１４】
いくつかの態様では、ろ過装置は、163立方インチ未満である。
【００１５】
他の例示的な態様は、水ろ過装置において水をろ過する方法を含む。このような態様に係る方法は、水ろ過装置の基部に連結されたろ過容器に水を導入する。ろ過容器は流入口と流出口とを含む。ろ過容器はひだ付きフィルタを含む。ひだ付きフィルタは流入口と流出口との間に配置される。ひだ付きフィルタは、表面が複数の面内に配置されるように複数の頂部と複数の谷部とを有する該表面を特徴とする、ひだ面を有する。方法は、水がひだ付きフィルタのひだ面を横断するように、流入口から流出口まで延びる水流経路に沿って水を流れさせる工程をさらに含む。
【００１６】
別の例示的な態様では、水ろ過装置は、基部と、基部に連結されたろ過容器と、浸食に基づくフィルタ状態インジケータとを含む。ろ過容器は流入口と流出口とを含む。ろ過容器は、その中に位置するフィルタを有する。フィルタは流入口と流出口との間に配置される。インジケータは流入口と流出口との間に配置される。インジケータは、所定量の流量依存的浸食がインジケータに起こった後に、フィルタの状態を示すシグナルを供給する。シグナルは電子的であってもよい。シグナルは、視覚的インジケータ、音響インジケータおよび味覚インジケータのうち1つまたは複数であってもよい。視覚的インジケータは、水の色を変更するように構成されてもよい。視覚的インジケータは単語であってもよい。
【００１７】
別の例示的な態様は、水ろ過装置において水をろ過する方法を提供する。方法は、水ろ過装置の基部に連結された水ろ過容器に水を導入する工程を含む。ろ過容器は、流入口と流出口とを有し、かつ流入口と流出口との間に位置するフィルタを含む。ろ過容器は浸食に基づくフィルタ状態インジケータをさらに含む。インジケータは、流入口と流出口との間に位置し、かつフィルタの状態を示すシグナルを供給する。シグナルは、所定量の流量依存的浸食がインジケータに起こった後に供給される。方法は、水がフィルタおよびインジケータを横断するようにかつインジケータが浸食されるように流入口から流出口まで延びる水流経路に沿って水を流れさせる工程を、さらに含む。方法はまた、所定量の流量依存的浸食がインジケータに起こった後にフィルタの状態をシグナルを介して示す工程も含む。
【００１８】
別の例示的な態様は、水ろ過装置と共に使用するための使い捨ての水ろ過カートリッジを提供する。カートリッジは、カートリッジハウジングに連結されたカートリッジシールを含む。カートリッジハウジングは水ろ過装置のカートリッジ容器に対応する幾何学的形状を有する。カートリッジハウジングは、ろ過領域と補給区画とに仕切られた内部を有している。ろ過領域はろ過物質を含む。補給区画は補給物質を含む。ろ過領域は、ろ過領域に入る液体がろ過物質を横断し続いて補給領域に入ってろ過物質を横断した後にカートリッジを出ていくように、補給領域から仕切られている。
【００１９】
いくつかの態様では、使い捨ての水ろ過カートリッジのろ過領域および補給領域は積層方向に配置されてもよい。積層方向は、いくつかの態様では決定されていてもよく、他の態様ではユーザーによって構成可能であってもよい。カートリッジハウジングは、カートリッジハウジングの周壁に隣接して位置する開口を有する堅固な仕切壁を含んでもよい。開口は、ろ過領域と補給領域との間に流体通路をもたらす。別の態様では、ろ過領域および補給領域は、水透過性の膜、メッシュ、織物、紙、または、水がこの分離層の領域を実質的に通過して流れる類似の材料によって、隔てられている。
【００２０】
いくつかの態様では、使い捨ての水ろ過カートリッジのろ過領域および補給領域は横方向に配置されてもよい。カートリッジハウジングは、ろ過領域および補給領域両方の上部かつ周囲に位置する開口を有する堅固な仕切壁を含んでもよい。開口は、ろ過領域と補給領域との間に流体通路をもたらす。他の態様では、ろ過領域および補給領域は、水透過性の膜、メッシュ、織物、紙、または、水がこの分離層の領域を実質的に通過して流れる類似の材料によって、隔てられている。
【００２１】
別の態様では、使い捨ての水ろ過カートリッジのろ過領域および補給領域は積層方向に配置され、ろ過物質が補給領域からろ過領域を仕切る。
【００２２】
本発明の別の態様は、使い捨てカートリッジに穴を開ける工程を含む、水をろ過する方法を提供する。使い捨てカートリッジは、カートリッジシールと、ろ過領域および補給領域に仕切られた内部を有するカートリッジハウジングとを有する。ろ過領域はろ過物質を含み、補給領域は補給物質を含む。方法は、使い捨てカートリッジに水を導入する工程をさらに含む。水は、水がろ過物質を横断した後に補給領域に入るように、ろ過領域へ導入され続いて補給領域へ導入される。方法は、補給領域およびカートリッジハウジングから水を出す工程をさらに含む。
【００２３】
方法は、カートリッジハウジングおよび補給領域に穴を開けることによってカートリッジハウジングから水を出す工程を含んでもよい。いくつかの態様では、ろ過物質の形状はカートリッジハウジングの断面に対応している。
【００２４】
本発明の別の例示的な態様は、基部と、基部に連結されたろ過容器と、基部に脱着可能に連結されたカラフと、基部に連結された補給容器とを含む、水ろ過装置を提供する。ろ過容器は、流入口、流出口、および流入口と流出口との間に配置されたフィルタを有する。カラフは、ろ過容器の流出口に連結された入口を含む。補給容器は、その中に補給物質を保持するように構成されている。補給容器は、ろ過容器の流出口と流体連通する補給容器入口ポートを含む。補給容器は、一回供給分出口ポートおよびカラフのカラフ入口ポートに選択的に連結された流体経路を有する。該出口ポートは一回分保持領域の上方に配置され、これにより、ろ過装置は一回供給分のまたは多量供給分の水性飲料を選択的にろ過および補完する働きができる。
【００２５】
別の態様では、基部と、基部に連結されたろ過容器と、基部に脱着可能に連結されたカラフとを含む、水ろ過装置が提供される。ろ過容器は流入口と流出口とを有する。フィルタは、次の群より選択される複数の取り外し可能なフィルタモジュールを含む:消毒モジュール、矯味モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体モジュール、ミネラル除去モジュール、塩除去モジュール、風味モジュール、ビタミンモジュールおよび医薬モジュール。カラフは、カラフ入口がろ過容器の流出口に連結されるように、基部に連結されている。
【００２６】
本発明の例示的な態様はまた、コンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品は、有形の記憶媒体に保存されたコンピュータ可読コードを含む。コンピュータ可読コードは、水ろ過装置で水をろ過するためのコンピュータによって実行可能なコンピュータプログラムを形成する。コンピュータプログラムは、水ろ過装置の基部に連結された水ろ過容器に水を流れ込ませるためのコンピュータコードを含む。ろ過容器は流入口と流出口とを含み、これらの間にフィルタポジショナーを有する。フィルタは、浸食に基づくフィルタ状態インジケータをさらに含む。コンピュータプログラムは、ろ過水を補給容器に入れるためのコンピュータコードをさらに含む。補給容器は、その中に補給物質を保持するように構成されている。補給容器は、ポンプに連結された補給容器入口ポートをさらに含む。補給容器は、基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートに連結された流体経路を有する。
【００２７】
別の態様では、基部と、基部に連結されたろ過容器と、基部に脱着可能に連結されたカラフとを含む、水ろ過装置が提供される。ろ過容器は流入口と流出口とを含む。ろ過容器は、その中に位置するろ過媒体を含む。ろ過媒体は金属酸化物および金属水酸化物の少なくとも一方を含む。ろ過媒体は流入口と流出口との間に配置される。ろ過容器は、流入口から流出口まで延びる水流経路をろ過媒体が横断する方向にろ過媒体を維持するように、構造的に構成されている。ろ過容器は、容器方向および容器形状の少なくとも一方により水流経路に沿って水流を誘導するようにさらに構成されている。カラフは、カラフ入口がろ過容器の流出口に連結されるように基部に脱着可能に連結されている。
【００２８】
別の態様では、カラフとカラフに連結されたろ過容器とを含む、水ろ過装置が提供される。ろ過容器は流入口と流出口とを含む。ろ過容器は流入口と流出口との間に配置されたフィルタを含む。フィルタは、消毒モジュール、矯味モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体モジュール、ミネラル除去モジュール、塩除去モジュール、風味モジュール、ビタミンモジュールおよび医薬モジュールからなる群より選択される、複数の脱着可能なろ過モジュールを含む。ろ過モジュールは、カラフの内部領域がろ過容器の流出口に連結されるように、ろ過容器内でユーザーが指定する順番で積層可能である。いくつかの態様では、消毒モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体除去モジュール、ミネラル除去モジュールおよび塩除去モジュールは、風味モジュールからの少なくとも1種の風味、ビタミンモジュールからの少なくとも1種のビタミン、および医薬モジュールからの少なくとも1種の医薬を透過可能であり、これにより、該少なくとも1種の風味、ビタミン、および医薬は、水がフィルタを通過する際に実質的に減少せず、かつ、水がフィルタ全体を通過した後も、風味モジュール、ビタミンモジュール、および医薬モジュールによって導入された際と実質的に同レベルの量で、水中に維持される。いくつかの態様では、風味モジュール、ビタミンモジュール、および医薬モジュールがろ過モジュールの下流に位置するようにモジュールが積層されてもよく、これにより、ろ過モジュールを通過する水が、消毒モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体除去モジュール、ミネラル除去モジュールおよび塩除去モジュールのうち1つまたは複数に浸透した後に、風味モジュール、ビタミンモジュール、および医薬モジュールのうち1つまたは複数に浸透する。
【００２９】
なお、上記の概念と以下でさらに詳細に記載するさらなる概念とのすべての組み合わせ(かかる概念が互いに矛盾するものでない場合)は、本明細書において開示する本発明の主題の一部であるとして意図されていることが理解されるべきである。特に、添付の特許請求の範囲に記載される主題のすべての組み合わせは、本明細書において開示する本発明の主題の一部であることが意図される。なお、本明細書において明示的に用いられる用語（これは参照により本明細書に組み入れられる開示のいずれかに掲載されていてもよい）は、本明細書において開示する特定の概念と最も一致する意味が付与されるべきであると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
当業者であれば、添付の図面が主に例示を目的としたものであり、本明細書において記載する本発明の主題の範囲を限定することを意図しないことを理解するであろう。添付の図面は必ずしも正確な縮尺ではなく、いくつかの事例では、本明細書において開示する本発明の主題の様々な局面は、種々の特徴の理解を促すべく、添付の図面において強調または拡大して示されている場合がある。添付の図面では、等しい参照符号は通常、等しい特徴(例えば、機能的にほぼ同等のおよび/または構造的にほぼ同等の要素)を指す。
【図１】本発明の一態様に係る水ろ過装置の模式図を提供する。
【図２】本発明の様々な態様に係るろ過機構の模式図である。
【図３】本発明のある態様に係るろ過状態インジケータの時間的な進行を示す。
【図４】本発明の様々な態様に係るろ過と補給の組み合わせのための使い捨てカートリッジを図示する。
【図５】本発明の様々な態様に係るろ過と補給の組み合わせのための使い捨てカートリッジを図示する。
【図６】本発明の様々な態様に係るろ過と補給の組み合わせのための使い捨てカートリッジを図示する。
【図７】本発明の別の態様に係る水ろ過装置の模式図を提供する。
【図８】本発明の様々な態様に係る多段ろ過モジュールを描写する。
【００３１】
本発明の態様の特徴および利点は、添付の図面を併せて考慮すれば、後述の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
詳細な説明
下記は、ろ過および効果的な補給の技術を通じて水質を改善するための本発明のシステム、方法および装置に関連する様々な概念ならびにこれらの態様のより詳細な説明である。なお、上記で紹介しかつ以下でより詳細に述べる様々な概念は、係る開示される概念が任意の特定の実施様式に限定されるものではないので、数多くのやり方のいずれで実施されてもよいことが理解されるべきである。特定の実施および用途の例は、主に例示を目的として提供されるものである。
【００３３】
本明細書において開示される本発明の様々な態様は概して、水ろ過のための装置および方法に関する。本明細書において記載される本発明の態様は、効果的かつ効率的に水中の不純物を除去でき、水または飲料の温度を消費者の好みに制御でき、かつ有益なまたは所望の分子を飲用水に加えることができる、ポイントオブユース方式の水ろ過装置を示す。
【００３４】
図1は、本発明の一態様に係る水ろ過装置の模式図を提供する。模式図は概して、本発明の様々な態様に従って提供される器具において行われる操作の流れを示す。このような装置は通常、家庭またはオフィス環境におけるポイントオブユース(POU)方式の操作用に設計され得るため、該装置は163立方インチ未満の幾何学的形状で提供され得る。
【００３５】
図1に示すように、水101は、まず、ろ過用の器具100に導入され得る。この流入は、器具101の上部領域で起きてもよく、ろ過容器に水101を直接導入してもよい。ろ過容器102は、脱着可能なもしくは枢動する蓋、または、ユーザーがその中に水を導入することを可能にするその他の開口機序を含んでもよい。ろ過容器102は、交換可能なフィルタ103を収容し、これは、本明細書において図2に関連してさらに述べるように、ひだ付きフィルタを含んでもよい。本発明の様々な態様によれば、水は、脱着可能に連結されたカラフ104を使用して導入されてもよいし、水101は、ろ過容器102に直接的にまたは間接的に連結された送水管(図示せず)を介してろ過容器に供給されてもよい。冷蔵庫の製氷機または給水器に採用されている機構と同様の、専用の送水管への接続を設けてもよい。一例としては、送水管は、基部105に直接接続されてもよく、ろ過容器102までチャネル、管、または他の連結用構成要素を通じて汲み上げられてもよい。本発明のこのような例示的な態様では、ポンプで水を送るためにポンプ110が設けられてもよいし、給水設備からの背圧により許容可能なポンプ流量が十分に達成される可能性もある。
【００３６】
本発明の様々な態様によれば、容器102は、そこに導入された水を特定の様式でおよび特定の場所へ流すための幾何学的な形状であってもよく、または方向づけられていてもよい。非限定的な例として、容器102は、そこに導入された水を該容器の流出口に向けて流れさせるために、傾斜していてもよい。代替的にまたは追加的に、容器102は、該容器に導入された水を流入地点から該容器内の流出口または出口ポートまで流れさせるような形状の基部またはチャネルを、その中に有してもよい。容器102はまた、例えば、特定の様式すなわち通路で流れを導くための、および、その中に配置されたフィルタ103を誘導された流れに対して特定の方向に維持するための、留め具、タブ、または仕切りなどの、他の特徴を備えてもよい。このような機序は、容器内に設けられた複数の階層を含んでもよく、かつ、水をそれらの階層からフィルタの特定の部分または領域へ向けて流れさせるものであってもよい。容器102の幾何学的な構成はまた、該容器に導入された水を、該容器の端部からも、かつその中に配置されたフィルタの端部からも遠ざかる方へと導くように、適合されてもよい。例えば、容器は、1つまたは複数の階層を含む湾曲した構成を有してもよい。本発明の様々な態様に従って本明細書においてさらに述べるように、フィルタ103は多段ろ過カートリッジを提供してもよい。本明細書においてさらに開示するように、フィルタ103は、本発明のいくつかの態様ではひだ付きフィルタを含んでもよいが、本発明のその他の態様ではひだの無いフィルタを含んでもよい。
【００３７】
ろ過容器への導入後およびその中に配置されたフィルタの横断後、水を次に、脱着可能な給仕用ピッチャーカラフ貯留部104に入れてもよい。カラフは、ろ過器具100の基部105上の様々な場所に配置されてもよい。ろ過容器の出口にバルブが設けられてもよい。バルブは、カラフ104が器具に連結されている場合に限りろ過水109が流れることができるように構成されてもよい。ピッチャーカラフ104は、本発明の態様による様々な段階における水の貯留部を提供し、かつ、食卓用のまたは例えば冷蔵庫内における貯蔵用の、給仕用ピッチャーとして機能してもよい。本明細書において開示する様々な態様によれば、カラフ104は、水が最初のろ過を経て次に処理される前および/またはされた後の、水の貯留部を提供してもよい。カラフ104はまた、ろ過水の冷却および/または加熱の際の貯留部として機能してもよい。例示的な態様では、水をピッチャーカラフ104からより小型の冷却用または加熱用貯留部に流れさせるために、ポンプ110が使用されてもよい。ポンプ110は、所望の流量および水圧を生成し達成するための任意の種類のポンプを含んでもよい。第二のポンプが、該より小型の冷却用または加熱用貯留部から、精製水を改変するかまたは補完するための構成要素を有する補給容器106まで水を押し進めてもよい。補給容器106は、一回供給分用の補給カートリッジまたは複数回供給用の補給カートリッジを収容するための大きさであってもよい。カートリッジ、カップまたはポッド(pod)は、風味、ビタミン、ミネラル、ハーブもしくは植物エキス、および医薬のうち一つまたは複数を注入する役目を果たす。ユーザー指定の補給成分が飲料に注入されたら、水性飲料は、コップ、マグ、瓶ガラスなどの一回供給分容器108に分配されてもよい。
【００３８】
さらに示されるように、器具100は、量、濃度または強度、および温度を非限定的に含む様々な飲料設定をエンドユーザーが選択できるコントロールパネルを含んでもよい。
【００３９】
本発明の態様で使用される水ろ過技術は「ポイントオブユース方式」(POU)の浄水手法と一致するものである。POUシステムは、都市の水処理施設のような大規模中央施設とは対照的に、例えば卓上または家庭用システムなど比較的小規模で水中の不純物を除去する構成要素からなる。溶解したミネラルおよび化合物を除去するために、病原体または微生物の防除とは異なる技術を使用してもよい。
【００４０】
本発明の様々な態様によれば、ユーザーの水に存在している可能性があるヒ素、フッ化物および鉛などの溶解したミネラルや化合物を除去するために吸着技術を使用してもよい。吸着技術は、例えばほぼ100%の水の回収率(水の廃棄無し)、自動運転、自然流下式運転、および、存在する汚染物質を効果的に除去する能力などの、利点を有する。様々な例示的な態様では、吸着材料は、活性炭、金属酸化物または金属水酸化物の少なくとも1種を含んでもよく、これにより、ろ過カートリッジは5C(摂氏)〜40Cの温度範囲の水をろ過する働きができる。
【００４１】
吸着媒体の耐用期間を最大限延ばすには、吸着媒体、流動条件およびフィルタ設計が適切に選択されている必要がある。効果に加えて、ユーザーにとっての2つの大きな関心事は、処理量(流量)と寿命である。ろ過媒体の寿命および流量を増加させるための重要なパラメータは、単位面積当りの流れすなわち水量負荷率であり、水量負荷率が低いほど媒体寿命にとって有利である。これにより、個々のろ過ステージひいてはフィルタを短く幅広(例えば、アスペクト比1未満)にすることが主張される。
【００４２】
本発明の例示的な態様では、適度な流量を達成しつつ低水量負荷率を可能にするために、直径の大きな容器を提供する。販売元からの水量負荷に関する典型的な媒体パラメータは、8gpm/ft2である。ヒ素およびフッ化物用媒体の実験室試験では、はるかに低い水量負荷、例えば4gpm/ft2未満および2.5gpm/ft2未満でフィルタを稼働させることによってろ過媒体の寿命が劇的に延びる場合があることが示された。低水量負荷率は、細孔内拡散に時間を割くことができることおよび吸着部位のより効率的な飽和によって、吸着媒体がより効率的に機能して汚染物質を蓄積することを可能にする。
【００４３】
4gpm/ft2以下などの低水量負荷を採り入れた本発明の例示的な態様は、粒状の水酸化鉄、活性アルミナ、粒状の酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタンもしくは他の金属酸化物または混合物などの、金属酸化物および水酸化物の媒体ならびに希土類材料を含むろ過媒体を用いて、実施されてもよい。他の考えられるろ過材料には、活性炭、ゼオライトおよびイオン交換樹脂が挙げられる。様々な態様では、少なくとも1種のゼオライトおよびイオン交換樹脂を含むろ過材料は、5C〜99Cの温度範囲の水をろ過するよう動作可能なろ過カートリッジを提供する。イオン交換樹脂は、ミネラル分を除去するための弱酸カチオン樹脂、弱塩基アニオン樹脂、またはアニオン樹脂とカチオン樹脂との混合物であってもよい。脱ミネラル化用途では典型的に、強塩基イオン交換樹脂および強酸イオン交換樹脂の混床が利用される。これらの媒体材料はいずれも、個別の層に含まれてもよいし、組み合わされてもよい。したがって、本発明の態様は、アスペクト比が1未満のろ過ステージを含む。
【００４４】
病原体または微生物汚染に対処するには、一般に、異なる手法が必要である。消毒(塩素消毒など)可能性が不十分であるかまたは無い水は、病原体で汚染されている場合がある。これは、不十分な塩素処理インフラによって、または、自然災害後の集中処理消毒プロセスの崩壊もしくは給水管の破裂のために起こる場合がある。本明細書において開示する本発明の様々な態様によって提供されるPOUシステムは、1つまたは複数の膜、消毒化合物の制御放出による能動的な消毒、および/またはこれら2つの組み合わせを用いて実現される、消毒能力を有する。
【００４５】
上記のように、本明細書において開示する本発明の様々な態様は、ろ過水の貯留部としても機能するスタイリッシュな給仕用ピッチャーカラフ104の使用を通して、貴重な調理台スペースを節約しつつ、多面的な機能性を提供する。このピッチャーとなる貯留部は通常、器具100中で、水のろ過ステージの後ろであるがあらゆる冷却機序または補完機序の前に、存在する。いくつかの態様によれば、カラフ104は、水漏れ防止型の底面接続部を備えたシステムにはめ込まれる。さらに、本発明の様々な態様によれば、ピッチャー中にまたは先のろ過工程の後のいずれかに存在する徐放装置によってピッチャーまたは貯留部に徐放性の添加剤が放出されて、ビタミン、ミネラルまたはエキスなどの望ましいまたは有益な分子が付与されてもよい。
【００４６】
給仕のためにピッチャー104を器具100から取り外した際に水が漏れるのを防ぐため、ピッチャー104はピッチャーの底面内に配置されたバルブを含んでもよい。ピッチャーはまた、器具に挿入された際に適切に位置合わせされることを確実にする機序を含んでもよい。この位置合わせ確認の一環として、本発明の態様によれば、位置合わせしたカム駆動により基部内にピッチャー104を留めてもよく、これには、ピッチャー104を少し回転させてロックする必要がある。ピッチャー内に液面センサーが存在してもよく、これは、磁気的(リードスイッチなど)、機械的、または光学的もしくは感光性の部材によって動作する液面読み取りシステムを備えた浮揚駆動性のセンサーによるものであってもよい。ピッチャー104は、例えば赤外線(IR)センサーまたは同様の機器によって、器具100にピッチャーが装填されたことを確認するために、噛み合うようになっていなければならないこともある。
【００４７】
水のピッチャーとなる貯留部中の水は、典型的には周囲温度であってもよいが、所望によりピッチャーを取り外して台所の冷蔵庫で冷却してもよい。この貯留部の容量は、適量の水を提供するのに十分な大きさであるが、大きすぎて扱いにくかったり重かったりするほどではない。これは、水1.5〜4リットルの間の範囲であってもよく、いくつかの態様では、水2〜3リットルの間であってもよい。
【００４８】
ピッチャー104中の水は、上記のように、典型的には周囲温度であるが、付加的な冷却および加熱用の部材を使用することによってユーザーの好みに調節してもよい。水温は、分子補給システムを通じた供給の前に、ポンプおよび、断熱性かつ温度調節された小型の貯留部を使用して調節されてもよい。別個の冷却用貯留部は、容量0.5Lの範囲で、主要な、貯留部となる脱着可能ピッチャーよりも小さいものであってもよい。冷却のため、従来の冷蔵庫用コンプレッサーまたは固体熱電冷却モジュールを組み込んでもよい。加熱には、標準的な抵抗加熱要素を使用してもよい。熱電冷却器は、周囲(熱い)側でヒートシンクおよびファンと併用してペルチエ効果を利用するヒートポンプとして作用し、これは水貯留部から熱を奪って冷却をもたらす。熱電性は「温度をダイヤル操作する」手法を通じて温度をユーザーの好みに調節する可能性をもたらし、このダイヤルはコントロールパネル107を介して提供されてもよい。熱電性の熱ポンピングは、熱電モジュールへの電流もしくは冷却ファンの速度またはその両方を調節することにより制御することができる。これを逆にして、熱い側(周囲)から冷たい側(水)へと熱を流して水を温めてもよい。これにより、適切な制御システムによる、ユーザーによる冷水からユニットの周囲温度を僅かに上回る温水までの温度調節が可能になる。この温度制御によって、ユーザーは別のレベルの水および飲料のカスタマイズを好みに応じて行うことが可能になる。
【００４９】
図2は、本発明の様々な態様に係るろ過機構の模式図である。図2に示すように、本発明の様々な態様によれば、ろ過容器内に配置されたフィルタ201は、ひだ付きフィルタの配置で提供されてもよい。フィルタ201は、正方形または矩形で提供されてもよく、ろ過容器の周囲形状に対応してもよく、ろ過容器の周縁部にまで延びた他の形状を有してもよい。様々な態様では、ひだ付きフィルタを円形のフィルタ配置と組み合わせるため、フィルタ201は、円に内接させた正方形または矩形のフィルタを有してもよい。
【００５０】
膜は、様々な態様で提供される水ろ過システムにおいて病原体を機械的にろ別する。この種のろ過は通常、病原体と同等かつ優先的にはそれより小さな孔径を有する膜の使用を必要とする。原生動物嚢子を機械的に除去するには約1ミクロンの孔径を有する膜が必要である一方、細菌の除去には通常、約0.1ミクロンの孔径が必要である。0.1ミクロンの孔径を有する膜を通る水の流れは非常に遅く、通常は、膜の面積1cm2当たり1分間で約1ミリリットルである。これは通常、重力によって誘導された流れによって適度な量の水をろ過するには遅すぎる。本発明の態様では、ひだを付けることでろ過に利用可能な表面積を増やすことにより、この面積的な制限を克服する。
【００５１】
本明細書において開示する種々の態様では、ひだ付けが行われてもよい。1つの手法では、ひだ付けを可能にしかつひいてはフィルタ面積および大きな矩形領域を通る流れを増加させるために、矩形または正方形のフィルタ形状を使用してもよい。ひだ付けを用いると、深さ1インチのひだであって1インチ当たり5本のひだを使用した場合には、フィルタ面積を10倍に増やすことが可能である。このより大きな面積増加によって、実質的に垂直の重力供給方式の水流202を採用するPOU用途において0.1ミクロンのフィルタなどの孔径の小さなフィルタを実用的に導入することができる。
【００５２】
他の態様では、水流は、垂直に方向づけられたひだ付きフィルタ203の周縁部に沿った、参照符号204に示すようなラテラルフロー用に設計されてもよい。フィルタ203は、周縁部に近いフィルタ高の一部に沿った膜のひだ付けを可能にする。周縁部を利用するこのラテラル方式は、円形および矩形を非制限的に含む広範なフィルタ形状に適合可能である。使用される膜としては、Millipore、Pacific Membranes、Pallから入手可能な任意の標準的な膜、または特に、Ahlstrom Disruptorもしくは3M Virasorb材料などの膜を挙げることができる。
【００５３】
別の手法では、ユーザーにとって有益な消毒化合物を、制御された徐放的な方法を通じて添加して、能動的に水を消毒することができ、これによりユーザーの利益が成し遂げられる。本発明のPOUフィルタシステムは、両方の手法のいずれかまたは組み合わせを有している。本明細書において開示するいくつかの態様は、膜のみの手法と比べて様々な利点をもたらす様式で、能動的に水を消毒しかつウイルスから細菌まであらゆる種類の病原体を死滅させるための、徐放的な方法を実施する。徐放的な実施は、上記の膜による実施と組み合わされてもよく、微生物に対する多段式の防御を提供して、塩素処理に耐性のある嚢子を除去する。上記の消毒による実施に加えて、本明細書において提供される本発明の態様は、光触媒による不活性化、UV処理、またはオゾン処理などの他の消毒局面を組み込んでもよい。
【００５４】
本明細書において開示する本発明の態様に係るろ過システムは、効率および性能を高めるため、異なる汚染物質を標的とする異なるステージを有する。このような態様に係るフィルタは、2.5GPM/ft2未満の低水量負荷率を維持しつつ、毎分0.5リットルを超える高流動性を示すように設計されてもよい。したがって、このような態様におけるフィルタ面積は一般に、0.05ft2より大きく、かつ、正方形でも丸形でもよい。いくつかの態様では、フィルタは、給仕用ピッチャー貯留部の少なくとも半分の幅であってもよい。このような態様では、フィルタ形状は、給仕用ピッチャーの形状によって課される制約から切り離され得る。したがって、フィルタは、好ましいろ過パラメータを利用するためピッチャーより大きくても(幅広くても）よい。
【００５５】
図3は、本発明の態様に係る通知および検知技術を実施するろ過状態インジケータの時間的な進行を示す。フィルタを交換してもよい時期をユーザーに知らせる簡素で頑丈で安価なセンサー技術を有することが有利である。本明細書において提供する本発明の様々な態様は、ろ過システムで使用した水の量または容積を把握して、適切なフィルタ交換時期をユーザーへ通知する。本発明のこれらの態様のいくつかは、このような通知を提供するためにポリマーおよび化学物質を使用する。これらの態様では、使用されるポリマーおよび化学物質は食品摂取等級の成分である。いくつかの態様では、フィルタ交換インジケータは、水の温度、水のTDS(全溶解固形物)、pH値および水のミネラル含有量の少なくとも1つを含む水質パラメータを含んでもよい。
【００５６】
1つの手法では、水が仲介する反応によって、フィルタを交換するよう色の変化を通じてユーザーに注意喚起する。一層ずつの制御された浸食における水溶性ポリマー303の低速溶解によって、または制御された速度での膜を通した拡散によって、水はインジケータ301の化学反応領域に到達する。浸食または拡散によるこの水の浸透は、水処理の回数に比例し、フィルタの水処理量ひいては寿命を測る根拠となる。以下の例は、ポリマーの浸食を利用する手法に関するものであるが、拡散の場合に関して類似の例を作成することが可能である。ポリマーコーティング303が水の暴露の繰り返しによって浸食されたら、植物由来の食品等級pH指示薬304が小量の食品等級酸305と反応して、色の変化を呈する。他の化学反応で代替することもできるが、例示目的のため本発明者らは、浸食可能なポリマー303を使用した、pH変化と、得られる色の指標との使用を示す。水溶性の浸食可能なポリマー303(その浸食は、時間0(t=0)から時間x(t=x)その後の一定時間(t=x∞)までのポリマーの減少量として示される)は、食品等級ポリマーとして利用可能な例示ポリマーの以下のリストの1つから選ばれてもよい:ポリビニルピロリドン、ポロキサマー407(ポリプロピレンオキシドとポリエチレンオキシドとのトリブロック共重合体)、デキストラン、ポリビニルアルコール、セルロース、PLGA(ポリ乳酸グリコール酸)。アントシアニンは、溶解されpH指示薬として混合されると化学反応して色が変化する食品等級着色材の一例である。アントシアニンは、赤キャベツなどの様々な植物に由来する(http://www.food-info.net/uk/colour/anthocyanin.htmを参照されたい）。赤キャベツは、多数の赤色-青色の植物色素で存在する。アントシアニンは、すべての高等植物に存在し、主に花および果実中に、しかし葉、茎および根にも、存在する。アントシアニンの色は構造に依存するが、果実の酸性度にも依存する。多くのアントシアニンは、酸性条件では赤く、より酸性度が低い条件では青くなる。アントシアニンは、E番号がE163である食品添加物として使用される(E163アントシアン(アントシアニン))。このpH変動添加物を、リン酸またはクエン酸などの粉末状の食品等級酸から隔てられた1つの貯留部に入れることができる。
【００５７】
本発明の様々な態様によれば、底部にアントシアニン食品等級顔料304の層を用いてタイミングセンサー構造を作成してもよい。アントシアニンを、ポロキサマー407などの水溶性ポリマーの層によって覆う。次いで、粉末状のクエン酸などの食品等級酸305の層を有する第2室が設けられる。この構造は、透水性の薄膜で覆われ得る。この膜は、単に、近接する2つの反応領域を分離し、これらが移動するのを抑制する。次いで、該構造を、第2のポロキサマー407層303で覆うことができ、これが、タイミング層として働く浸食ポリマー層である。水に暴露されると、可溶性ポロキサマー407は、水に暴露されるたびに一層ごとに溶解して、タイミング機能を果たすことになる。設計された回数の水暴露後にクエン酸が溶解する。クエン酸305の溶解後すぐに、その下のポロキサマー407の薄い層が水和し、アントシアニン304がクエン酸305に暴露される。色の変化302が起こり、青色から赤色への変化は、水処理機器の「x」回の使用を示す。y軸に水溶性ポリマーが存在する、提唱される機器の図を下に示す。色の変化を示す窓が、最後のポロキサマー407が完全に溶解した後に可視化されるように、該構造を組み込んでもよい。センサー303は、処理ユニットが水で満たされるごとに、随伴する容量の水にセンサーが暴露されるように、ろ過容器の入口と出口との間の任意の位置でろ過容器の処理ユニットに組み込まれることができる。
【００５８】
本発明の他の態様では、不透明な水溶性ポリマーまたは食品コーティングを使用して、織繊維、紙、ティーバッグまたは類似の材料上の印字されたメッセージを覆ってもよい。印字されたメッセージは、「フィルタを交換してください」というメッセージを露出させることによってユーザーにフィルタを交換するよう通知するための視覚的なインジケータとして使用され得る。ポリマーコーティングは既知の速度で浸食されるので、ポリマーおよびその厚みを選択することにより、ユーザーへのフィルタ通知装置には、水による浸食の量に関連した既知の通知時間が備えられる。水溶性の浸食可能なポリマーは、このような態様では、上に記載したのと同じリスト、すなわち、ポリビニルピロリドン、ポロキサマー407(ポリプロピレンオキシドとポリエチレンオキシドとのトリブロック共重合体)、デキストラン、ポリビニルアルコール、セルロース、PLGA(ポリ乳酸グリコール酸)から、選択されてもよい。本発明の態様によれば、印字されたメッセージを覆う、E番号がE171である食品等級の二酸化チタンのような不透明顔料または色素などの第2相を含めることによって、ポリマーは不透明化されてもよい。コーティング層の適切な設計によって、この不透明な水溶性コーティングは、水に暴露した際に既知の速度で浸食される。所定の水暴露後に、不透明なコーティングが浸食され、メッセージが表れて、ユーザーにフィルタを交換するよう知らせる。
【００５９】
図4〜6は、本発明の様々な態様に係るろ過および補給の組み合わせのための使い捨てカートリッジを図示する。このような態様によって提供される使い捨てカートリッジは、別個のろ過システムを用いないかまたは別個のろ過システムと組み合わせた、水ろ過システムで使用されてもよい。このような態様では、カートリッジ400は、カップまたはポッド形態で提供されてもよく、カートリッジを充填するために使用されるハウジング402における開口を塞ぐシール層401を含んでもよい。カートリッジハウジング402は、関連する水ろ過装置のカートリッジ容器に対応する幾何学的形状を有してもよい。カートリッジハウジング402の内部は、ろ過領域すなわち区画403と補給領域すなわち区画404とに仕切られてもよい。ろ過区画403はろ過物質405を含む。補給区画404は補給物質406を含む。本発明の様々な態様によれば、ろ過領域に入る液体がろ過物質を横断し続いて補給領域に入ってろ過物質を横断した後にカートリッジを出ていくように、ろ過領域は補給領域から仕切られている。いくつかの態様では、ろ過カートリッジ400は、補給物質406の状態を示すシグナルを供給するよう働くことができる視覚的インジケータを含んでもよい。
【００６０】
図4はカートリッジ400を図示しており、ここでろ過領域403および補給領域404は積層方向に配置されている。この態様では、カートリッジハウジング402は、カートリッジハウジングの周壁に隣接して位置する開口408を有する堅固な仕切壁407を含む。開口408は、ろ過領域403と補給領域404との間に流体通路をもたらす。開口408は、ろ過機器のカニューレによって形成されてもよい入口ポート409から離間して配置されて、これにより、ろ過領域403に入る液体がろ過物質405を横断した後に、補給領域404に入り、補給物質406を横断し、そして、同じくろ過装置のカニューレによって形成されてもよい出口410を介してろ過区画403を出る。カートリッジハウジングは、ポート409および410を形成するためのカニューレが開口408に対して適切に方向付けられるように、位置決め用のタブまたはスロット(図示せず)を含んでもよい。飲料の調製のためのろ過機器の実装まではポート409および410が密封されたままであるように、シール401およびハウジング402は、ろ過機器が貫通可能な適切な材料からなっていてもよい。ろ過物質405は、本明細書において開示するいずれのろ過媒体を含んでもよく、補給物質406は、ビタミン、味、エキス、ミネラルまたは医薬を加えるための本明細書において開示するいずれの補給物質を含んでもよい。例えば、ろ過物質405は、水から塩、イオンまたはミネラルを実質的に除去するための単床式または混床式イオン交換樹脂であってもよい。カートリッジ400への液体の流量は、十分なろ過相互作用が達成されるように提供されてもよい。
【００６１】
図5はカートリッジ500を図示しており、ここでろ過領域503および補給領域506は互いに対して横方向に配置され、カートリッジハウジング502は、ろ過領域503および補給領域506両方の上部かつ周囲に位置する開口508を有する堅固な仕切壁507を含み、開口508はろ過領域503および補給領域506の間に流体通路をもたらす。飲料の調製のためのろ過機器の実装まではポート509および510が密封されたままであるように、シール501およびハウジング502は、ろ過機器が貫通可能な適切な材料からなっていてもよい。カートリッジハウジングは、位置決め用のタブまたはスロット512を含んでもよく、ポート509および510を形成するためのカニューレが開口508およびろ過物質505に対して適切に方向付けられる。ろ過物質505は、本明細書において開示するいずれのろ過媒体を含んでよく、補給物質506は、ビタミン、味、エキス、ミネラルまたは医薬を加えるための本明細書において開示するいずれの補給物質を含んでよい。例えば、ろ過物質505は、水から塩、イオンまたはミネラルを実質的に除去するための単床式または混床式イオン交換樹脂であってもよい。いくつかの態様では、ポート509を通ってカートリッジ500に流体が入るための経路511が区画503の底部まで進み、物質506を通って上方に進んだ後に開口508を横断するように、物質505がカートリッジ500に配置されてもよい。さらに、ポート509および510は、横方向に配置された構成においてハウジングの対辺に配置されて、完全な注入およびろ過を確実にしてもよい。カートリッジ500に入る液体の流量は、十分なろ過相互作用が達成されるように提供されてもよい。
【００６２】
図6は、ろ過領域603および補給領域604が積層方向に配置されるカートリッジ600を図示する。この態様では、カートリッジハウジング602はシール601によって密封される。ろ過領域603はろ過物質605を含み、これが領域603と604との間の主たる仕切りとして働く。補給領域604は、その中に補給物質606を含む。ろ過物質605は、本明細書において開示するいずれのろ過媒体を含んでもよく、補給物質606は、ビタミン、味、エキス、ミネラルまたは医薬を加えるための本明細書において開示するいずれの補給物質を含んでもよい。例えば、ろ過物質605は、水から塩、イオンまたはミネラルを実質的に除去するための単床式または混床式イオン交換樹脂であってもよい。飲料の調製のためのろ過機器の実装まではポート609および610が密封されたままであるように、シール601およびハウジング602は、ろ過機器が貫通可能な適切な材料からなっていてもよい。カートリッジハウジングは、位置決め用のタブまたはスロット611を含んでもよく、ポート609および610を形成するためのカニューレがろ過物質605に対して適切に方向付けられる。ろ過カートリッジ600はまた、物質605を支持するための、および、これを適切な方向に保持して、ポート609を通って領域603に入る液体がろ過物質605を横断せずに領域604に入ることを防ぐための、タブ607を含んでもよい。カートリッジ600への液体の流量は、十分なろ過作用が達成されるように提供されてもよい。
【００６３】
図7は、本発明の別の態様に係る、水ろ過装置の模式図を提供する。本明細書において開示する本発明の態様は、一回供給分もしくは複数回供給分用途のためのカップまたはポッド型のシステムを提供し、このどちらも、ろ過および補給の両方の形態が達成可能である。「Tカップ」と呼ばれる補給カップは、栄養価の高い飲料を生成するために精製水に加えられるビタミン、味、エキス、ミネラルまたは医薬のうち1つまたは複数を含んでもよい。例えば、飲料に医薬を供給することは、錠剤の嚥下が嫌いまたは困難である人々に医薬を服用させるため、あるいは投薬と共に規定量の水を飲ませるために、有益であり得る。図4に示すように、ろ過水109が出てきたら、それが集まってシステムを通り補給容器701に到達するようにしてもよい。容器701によって、一回供給分の飲料を注入する（これにより一回供給容器108への流れ703が起こる）か、または、ユーザーがTカップ補給カートリッジを選択的に使用して、多量供給分の飲料を注入する（これによりカラフ104への流れ701が起こる）ことが可能になる。容器701は、所望の濃度レベルに適した流路およびタイミングを選択する働きができる1つまたは複数のバルブを含んでもよい。さらに、容器701は、一回供給分用のおよび多量すなわち複数回供給分用のTカップカートリッジ両方を収容する大きさであってもよい。
【００６４】
本発明のこのような態様によって提供されるTカップは、内部の内容物の化学的性質を維持するための密封カプセルであってもよい。いくつかの態様では、内容物は、完全な溶解および混合に必要な時間を短縮するためシロップ形態であってもよい。別の態様では、粉末または徐放形態が使用されてもよい。いくつかの態様では、複数の形態(例えば、シロップおよび粉末)が段階的に組み込まれてもよい。徐放的な手法の場合では、Tカップは一回供給分用のカップというよりはむしろ複数回供給分用途向けに実施されうる。
【００６５】
Tカップは、飲料の生成のためおよび得られた飲料の排出のために水を導入するために別々の中空針またはカニューレによって穴が開けられるよう、機械的な顎型アセンブリに装填されてもよい。これらの針は、図4〜6に関して示すようにTカップの対辺(上部および底部)にあってもよいし、あるいは同じ側(両方とも上部、両方とも底部、両方とも側部)にあってもよい。混合を促進するため、水導入針は、10から90度までの範囲で針の先端部に対して角度の付いた流出口を有してもよい。この角度を付けた水の注入は、Tカップの内部に渦運動を生じて、混合および飲料の均一性を促進することになる。さらに、Tカップはまた、混合を促進するために存在する追加の構造を有してもよい。一例としては、注入した水と共に回転して混合を促進するミキシングバーまたはプロペラ型部材であり得る。あるいは、Tカップは、水の導入がTカップ内の端部で起こり水が中心部から排出される螺旋壁型のパターンを、内部に有してもよい。カートリッジハウジングは、入口および出口ポートを形成するための針またはカニューレが、最適な動作のために内部構造に対して適切に方向付けられるような、既に記載したような位置決め用のタブまたはスロットを含んでもよい。Tカップの穴開けをできるだけ繰り返し可能にするには、同一の材料に穴を開ける複数の針を有することが有利である。これは、上面および底面をホイルで作製しポリマーフレームと一緒に保持するか、または両方の針でホイル表面のみに穴を開けることによって、達成され得る。単一のホイル表面に両方の針で穴を開ける場合は、得られる飲料の排出がより容易になるようホイル側を下にしてTカップを挿入するのが有利である。
【００６６】
複数回供給分用のTカップ製品の作製を可能にする別の手法が、徐放の使用である。徐放性材料の場合、システムは、所与のTカップを所定の回数にわたって複数回使用するために構成される。システムは、Tカップに関する情報によってTカップが寿命を迎える回数を決定しかつ自動的に調節してもよい。システムは、光学的または機械的な検出のためのバーコード、RFIDタグ、機械的な切欠き、あるいは読み取り可能な隆起させた機械的な突起または複数の突起のパターンなどの形態であってもよい。所定の使用回数の後、機械がシステムを使用不能にしかつユーザーにTカップの交換を促してもよい。
【００６７】
この徐放性の材料は、いくつか異なったやり方で構成されてもよい。これは、送達すべき目的化合物を備えた不溶性ポリマーのホストマトリクスであってもよい。これは、それを通じて目的化合物の拡散が起こる膜を備えた、貯留部システムであってもよい。あるいは、これは、可溶性の炭水化物、脂肪、ワックスまたは菓子マトリクスであってもよく、これは目的化合物を含み、マトリクスが溶解するにつれて放出される。
【００６８】
様々な態様では、徐放性のTカップは、放出化合物がマトリクス全体に均一に分散するように、水不溶性ポリマーマトリクス中に有益な放出化合物(ビタミン、ミネラル、医薬など)を含む。ポリマーマトリクスは、Tカップの内部に設置されたシート、錠剤、ペレットまたは半球の形状であってもよい。例えば、この手法によって作製された同様のペレットは、消毒化合物の優れた放出を示し、これは次の国際公開公報第WO2010/096521号で言及されている。
【００６９】
概してポリマーは、とりわけ、エチレン酢酸ビニル、低密度もしくは高密度のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンまたはシリコーンなどから選択されてもよい。使用されるポリマーは、食物接触等級のポリマーを含む。成形温度などのポリマーの製造パラメータは、有益化合物の実質的な分解を防止するように選択される。
【００７０】
好ましい態様では、ポリマーはエチレン酢酸ビニルである。有益化合物の制御放出は、放出すべき化合物、ポリマー、ポリマーに対する放出化合物の割合、放出化合物の粒径、および得られるマトリクスの均一性を制御する製造方法の選択によって調整される。ポリマーマトリクスは、放出源の1重量%を超えてもよいが、放出源の90重量%未満である。成果は、飲料システム内に有益化合物を制御可能に放出する錠剤、カプセル、半球またはシートで提供されてもよい。マトリクス形状および任意のバリヤーコーティングの使用が、放出速度を制御するのに重要である。
【００７１】
別の態様では、有益化合物は、ポリマーコーティングによってカプセル化され、コーティングすなわちシェルの大部分を通じた拡散によって放出される。あるいは、有益化合物は、低速溶解性の非ポリマーマトリクスに包埋されて、母材の一定の可溶性により、経時的で安定した放出を可能にしてもよい。この低速放出性のマトリクスまたはコーティングは、ワックス、炭水化物、セルロースまたはヒドロゲルであってもよい。上記のバリヤーコーティング処理は、不溶性ポリマー手法および可溶性の炭水化物などの手法の両方の、拡散律速性であるあらゆるマトリクス手法に使用され得る。
【００７２】
本明細書において提供される本発明の態様は、有益なまたは所望の分子を一回供給分のすなわち限られた供給スペースにおいて添加できることに加えて、選択されたもしくは広範なミネラルを水から除去するかまたは置換するように設計された、Tカップを含む。例えば、いくつかの用途では、個人的な好みまたは出発水に存在する高い全溶解固形物(TDS)量のために、水から塩またはTDS内容物をすべて除去することが望ましい場合がある。通常、TDSはイオン交換樹脂を使用する水ろ過システムで低減されるが、この手法は、ふつうの水に存在するTDSが多量である(通常は200mg/L超)ために能力に限界があるという欠点がある。本明細書において開示する態様は、イオン交換樹脂を使用する際に直面する能力限界に対して、このような樹脂を内部に配置したTカップを用いることで対処している。例えば、直径が1.5インチで高さが1インチのTカップに、水からTDSを除去するための市販の脱塩イオン交換樹脂を充填してもよく、これにより、水をカスタマイズする独自の選択肢が提供される。このような樹脂は、ダウ(MR-3)または他の販売元から入手可能である。このような少ない容量のイオン交換樹脂が、250mg/LのTDSを有する4リットル超の水すなわち1000mg/LのTDSを有する1リットル超の水を完全に脱塩することができ、濃度を20mg/L未満に減少させた。システムは、ユーザーに代わって寿命を計算してこれに応じてユーザーがTカップの交換時期をわかるように調節するTDSメーターを、脱塩用Tカップの上流に含んでもよく、これは、複数回供給分に使用することができる。この計算は、水のいくつかのパラメータを測定し、計算に基づいてユーザーに応じたTカップ寿命を電子的に調節することによって、一般化してもよい。脱塩に加えて、Tカップは、例えば、医学的状態のためにナトリウムを制限する必要がある人々や供給される水のナトリウム含有量が高い人々に関してナトリウムをカルシウムと取り換えるための、単純なイオン交換という役割で使用されてもよい。
【００７３】
別の態様では、このイオン交換工程または脱塩工程を、補給成分を含んだ単一のカプセルまたはTカップに組み込むことができる。この手法では、水はTカップのイオン交換部分を通過し、補給領域に入る前にミネラル含有量が減少している。金属酸化物または活性炭などの吸着材料とは対照的に、イオン交換材料は、実質的に高温で機能することができる。したがって、イオン交換材料は、熱い飲料の調製で使用される高い温度にて塩、イオンおよびミネラルを除去するために、効果的に使用することができる。イオン交換材料は典型的に、ポリマーベースのイオン交換樹脂または粘土ゼオライトである。イオン交換樹脂については、イオン交換動作の最高温度は樹脂により異なるものの、通常は、60C〜約150Cの間の範囲である。これらは、40C以下の水温に限定される吸着材料の典型的な温度限界よりもはるかに高い。したがって、吸着材料とは異なり、イオン交換材料は、コーヒー、紅茶、ココアおよび他の熱い飲料を作成する前の温水のろ過に十分に適している。塩、イオンおよびミネラルの除去は、これらの水のパラメータが地域間で大幅に異なりかつ味に大きな影響を及ぼすため、飲料の一貫性を向上させるのに役立つことになる。
【００７４】
図8は、本発明の様々な態様に係る多段ろ過モジュールを描写する。本発明の態様は、モジュール方式の多段ろ過カートリッジの使用を通じた複数の階層のろ過を含んでもよい。このようなカートリッジは、消毒モジュール801と、ヒ素除去モジュール802と、病原体除去モジュール803とを有するように用いられてもよい。水が多段ろ過カートリッジ800を通って流れるに際、水804が各ステージを横断した後、ろ過カートリッジを出ていく。カートリッジはハウジングを含んでもよく、各モジュールはハウジング内に脱着可能に配置されてもよい。各モジュールを使い切った際に個々に取り換え可能であるように、状態インジケータが各モジュールに備えられてもよい。様々な多段構成で提供され得る例示的なろ過ステージは、次のように提供される。図8は正方形の多段ろ過カートリッジを図示するが、カートリッジは、別の形状で、例えば円形の形状で実現されてもよい。
【００７５】
モジュール801によって実現される消毒ステージは能動的な消毒をもたらす。いくつかの態様では、消毒は、能動的に水を消毒するための制御された徐放的な方法を通じた(通常はハロゲンベースの)消毒化合物の放出を通じて達成され、これにより、ユーザーに利益がもたらされる。このステージは、ハロゲンが相互作用して病原体を死滅させる時間を与えるために、本発明の様々な態様において最初のステージとして提供されてもよい。ユーザーに最大限の利益をもたらしかつ再汚染の機会を最小限にするために、以降のステージで、例えばろ過システムの最後に、追加の膜防御を用いてもよい。いくつかの態様では、活性炭を消毒モジュールの代替物として提供してもよい。
【００７６】
様々な態様では、標的ミネラル除去モジュール802は、ヒ素またはフッ化物を対象として実現されてもよい。モジュール802は、フッ化物除去のため、鉄改質活性アルミナ(Alcan AAFS50)などの金属酸化物媒体を組み込んでもよい。ヒ素は、活性アルミナ(Alcan AAFS50または400G)、セリア、酸化鉄(Severn Trent GFO媒体)、水酸化鉄(Siemens GFH媒体)またはチタニア(Dow Adsorbia媒体、Graver Metsorb媒体、Siemens ASG媒体)に基づく多数の金属酸化物媒体によって除去されうる。
【００７７】
本発明のいくつかの態様では、鉛、水銀、カドミウムに対する標的重金属除去を行ってもよい。これらの重金属物質の除去は、Surfatasにより提供されるATS吸着剤、またはチタニア(Dow Adsorbia媒体、Graver Metsorb媒体)、または単床式もしくは混床式であるイオン交換樹脂などの標的イオン交換材料の使用を通じて達成されうる。
【００７８】
いくつかの態様では、有機化合物、塩素ならびに不快な味および臭気の除去のために活性炭が利用されてもよい。有機化合物とは、人工の工業溶剤、またはハロゲン化塩素消毒の副産物、または、ゲオスミンもしくは2-メチルイソボルネオール(MIB)などの天然に存在する有機化合物であってもよい。この活性炭ステージは、例えば都市の水処理施設により水に意図的に加えられている可能性がある消毒化合物、および先行するステージのあらゆる副産物の除去を補助する。
【００７９】
本発明の様々な態様では、モジュール803に病原体汚染防護ステージが設けられてもよい。このようなステージは、殺菌特性を有する膜または材料の使用を組み込んでもよい。想定される小さな孔径（細菌および嚢子の除去目的では約0.2〜1.2ミクロンである）に対して流量をかなりのレベルまで増加させるために、膜手法を使用してもよい。より大きな流量を達成するため、ナイロン、ポリスルホン(PS)またはポリエーテルスルホン(PES)などの親水性材料製の膜を使用してもよい。このような態様では、ウイルスは、AhlstromのDisruptor Membraneまたは3MのVirasorbなどの膜を使用することにより除去されうる。本発明の様々な態様によれば、このステージでは、詰まりを防ぐために0.2ミクロンなどの小孔径膜を1.2ミクロンの膜で保護した入れ子状の膜を使用してもよい。このステージにおける膜はまた、鉛などの析出物として頻繁に発生する非微生物性の汚染物質をろ別してもよい。膜接触消毒剤の代わりに、表面に共有結合したハロゲン基による殺菌活性を有する材料(例えばHalosourceから入手可能な材料)あるいは銅またはセリアなどの抗微生物特性を示す材料を使用することができる。
【００８０】
いくつかの態様では、多段カートリッジの最終ステージでは、下にさらに詳細に記載するような一定速度放出機序を通じてビタミンなどの有益な分子を導入するための補給成分を含んでもよい。この一定速度放出機序は、最終ステージとしてフィルタアセンブリに内蔵されてもよいし、給仕用ピッチャー中の水に有益な分子が加えられているようにフィルタアセンブリの後であるが給仕用ピッチャーの前に別個に配置されてもよい。導入された有益な分子はろ過媒体に干渉する場合があり、かつろ過媒体によって除去される場合がある。したがって、いくつかの態様では、有益な化合物がフィルタに取り込まれることなく水中に放出されるのが有利であり得る。これは、媒体の順番および有益な化合物の導入時点を適切に選択することにより達成可能である。例えば、多くの有機化合物は活性炭によって除去される。有益な化合物を導入する場合、フィルタにおける活性炭ステージ後、好ましくはフィルタによる干渉や取り込みがないよう最終ステージで、有益な化合物を導入することが有利である。所望の化合物がフィルタに取り込まれる可能性を排除すべく、ユーザーの構築したシステムにおける適切な順番が維持されるようにフィルタカートリッジが設計されてもよい。カートリッジは、適切な方向および適切な順番で確実にフィルタカートリッジを装填するためのタブ、凸部、凹部、ねじ山または異なる径を有してもよい。徐放的なシステムが実現される場合、放出された化合物をモニタリングできるかまたは水の量もしくは体積を測定する計時、カレンダーまたは活性センサー装置によりその寿命をモニタリングして、それが枯渇するか取り換えが必要となる時期をユーザーに知らせるようにしてもよい。いくつかの態様では、ろ過モジュール(消毒モジュール801、ヒ素モジュール802および病原体モジュール803など)は、香料ビタミンおよび医薬などの補給成分を透過可能であり、これにより補給成分は、水がフィルタを通過する際に実質的に減少することなく、かつフィルタ全体を水が通過した後にも補給モジュールによって導入された際と実質的に同じレベルの量で水中に維持される。いくつかの態様では、補給モジュールはろ過モジュール801〜803の下流に位置してもよい。
【００８１】
粒状の媒体の代わりに、上記の材料を含浸させた発泡体または繊維を代表的なステージで使用してもよい。
【００８２】
いくつかの態様では、各ステージのモジュールは、各モジュールが個別に弾倉型のホルダーにはめ込まれてユーザーがろ過システムをある程度カスタマイズできるような形態で提供されてもよい。いくつかの態様では、基本的病原体、矯味および鉛除去の機能性がシステムの基本要素であってもよい。ユーザーに、地域の水質条件によりヒ素またはフッ化物またはその両方に対するろ過能力を向上させる選択肢があってもよい。本発明の様々な態様によれば、郵便番号データベースを備えたウェブサイトを利用して、地域の水質情報に基づいた推奨されるフィルタまたはカートリッジモジュールをユーザーに通知するのを補助してもよい。例えば、フッ化物が過剰である地方では、フィルタ寿命を延ばしかつ更なる防御を提供するために、ユーザーは、フッ化物モジュールを２個はめ込んでもよい。これらのフィルタエレメントは、ユーザーがモジュールおよび機能性を容易に識別することができるようにするため色分けされてもよい。例えば、ヒ素モジュールを赤色にして、フッ化物モジュールを青色にすることができる。
【００８３】
このような弾倉型すなわちはめ込み式の態様では、はめ込まれるフィルタエレメントは、フィルタバイパスを排除するように構成される。いくつかの態様では、これは、フィルタエレメントを様々な材料から製作することにより達成され得、ここでフィルタの外壁は、水をフィルタの端部から遠ざけて中央部に向けて導くのを助けるために疎水性のプラスチックまたはコーティングである。このような構成は、エッジ効果を排除しフィルタ性能を向上させるのに役立つ。いくつかの態様では、フィルタ壁が疎水性ポリマーコーティングを含むか、またはフィルタ側壁に疎水性ポリマーの使用を含む。他の態様では、フィルタは、ティーバッグまたは紙タイプの材料から構築されてもよい。外縁(例えば外側1cm)は、ワックスなどの疎水性コーティングであってもよい。これらの場合は、水は中央部に向かって促されバイパスが最小限になる。
【００８４】
円形のパック(puck)形態の多段ろ過モジュールを提供する態様では、固定用カム溝をOリングシールに設けて、電子BNCコネクタなどと同様に捻る動きでモジュールを正しい位置に固定してもよい。同様に、頑丈で漏れを防止した構成のろ過積層体をユーザーが組み立てできるようにするため、Oリングを有するネジ山または他の手法を使用してもよい。さらに、ろ過積層体が特定の構成でしか組み立てできないようにネジ山またはカムを選択してもよく、かつしたがって、異なるモジュールは異なるネジまたはカム構成を有することになる。例えば、積層体中の最後のモジュールは、使用の際に多段ろ過モジュールにおける最終ステージとしてのみ組み込まれるように、その底側にはネジ山またはカムを有していなくてもよい。最初の必須モジュールは、ろ過器具とかみ合うネジ山またはカム配置のみを備えてもよく、これにより、消毒モジュールまたは他のろ過モジュールなどの特定のモジュールはまず、多段ろ過モジュールを通って流れる流体に遭遇することが必要となり、かつさらに他のすべてのモジュールがこのモジュールとかみ合うことが必要になる。この手法により、ろ過システムが効能に関して常に適切な順序で組み立てられるように、ユーザーはある程度の管理されたカスタマイズを行える。
【００８５】
本発明の様々な態様を本明細書において記載および図示したが、当業者であれば、本明細書に記載される機能を果たすためならびに/または結果および/もしくは1つ以上の利点を得るための様々な別の手段ならびに/または構造を容易に認識するものと考えられ、そのような改変および/または変形はいずれも、本明細書に記載される本発明の態様の範囲内であると見なされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書に記載されるパラメータ、寸法、材料および構成はいずれも例示的なものを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料および/または構成は、本発明の開示が用いられる特定の用途によって異なることを容易に理解するであろう。当業者であれば、本明細書に記載される特定の本発明の態様の均等物を多数認識するか、または通常の実験を行うのみで確認できるであろう。したがって、上記の態様は単なる例示として示され、本発明の態様は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲で、具体的に記載されかつ特許請求をしたものとは異なって実施され得ると理解すべきである。本開示の発明の態様は、本明細書に記載される個々の特徴、システム、物、材料、キットおよび/または方法に関するものである。さらに、このような特徴、システム、物、材料、キットおよび/または方法の２つ以上のあらゆる組み合わせが、このような特徴、システム、物、材料、キットおよび/または方法が互いに矛盾するものでなければ、本開示の発明の範囲に包含される。
【００８６】
本発明の上記態様は、数多くのやり方で実施することができる。例えば、いくつかの態様は、ハードウェア、ソフトウェアまたはこれら組み合わせを使用して実施されてもよい。ある態様の任意の局面が少なくとも部分的にソフトウェアにおいて行われる場合、ソフトウェアコードは、任意の適切なプロセッサー上で、または、単一のコンピュータに備えられているかもしくは複数のコンピュータに分散されているかに関わらずプロセッサー群上で実行できる。
【００８７】
この点で、本発明の様々な局面は少なくとも部分的に、1つまたは複数のコンピュータまたは他のプロセッサーで実行された際に上記の技術の様々な態様を実施する方法を行う1つまたは複数のプログラムでコード化された、コンピュータ可読記憶媒体(または複数のコンピュータ可読記憶媒体)(例えば、コンピュータメモリ、1つまたは複数のフロッピーディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイまたは他の半導体素子中の回路構成、あるいは他の有形のコンピュータ記憶媒体または非一時的媒体）として具体化されてもよい。1つまたは複数のコンピュータ可読媒体は、媒体に保存された1つまたは複数のプログラムが1つまたは複数の異なるコンピュータまたは他のプロセッサーにロードされて上記の本技術の様々な局面を実施できるように、可搬型であり得る。
【００８８】
「プログラム」または「ソフトウェア」なる語は、本明細書では、上記の本技術の様々な局面を実施するためのコンピュータまたは他のプロセッサーをプログラミングするために採用することができる任意の形式のコンピュータコードまたは一連のコンピュータ実行可能命令を指す、一般的な意味で使用される。さらに、この態様の一局面によれば、実行された場合に本技術の方法を行う1つまたは複数のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータまたはプロセッサーに格納されている必要はないが、本技術の様々な局面を実施するための多数の異なるコンピュータまたはプロセッサー間でモジュール方式で分散されていてもよいことが認識されるべきである。
【００８９】
コンピュータ実行可能命令は、1つまたは複数のコンピュータあるいは他の機器によって実行される、プログラムモジュールなどの多くの形式であってもよい。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するかまたは特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。通常は、プログラムモジュールの機能性は、様々な態様において所望されるように組み合わされていても分散されていてもよい。
【００９０】
また、本明細書に記載の技術は方法として具体化されてもよく、少なくともその一例が提供された。方法の一部として行われる動作は、任意の適切なやり方で順番付けられてもよい。したがって、例示とは異なる順序で動作が行われる態様が構築されてもよく、これには、例示の態様では逐次的な動作として示されたとしてもいくつかの動作が同時に行われることが含まれ得る。
【００９１】
本明細書において規定されかつ使用される定義はいずれも、規定された用語の、辞書に記載される定義、参照により組み入れられた文献における定義および/または通常の意味に優先すると理解すべきである。
【００９２】
ここで本明細書および添付の特許請求の範囲において使用する不定冠詞「ある」および「１つの」は、そうでないと明示されていない限り「少なくとも1つの」を意味すると理解すべきである。
【００９３】
ここで本明細書および添付の特許請求の範囲において使用する「または」は、上に規定する「および/または」と同じ意味を有すると理解すべきである。例えば、リスト中の項目を分ける場合、「または」または「および/または」は、包括的である、すなわち多数の要素または要素のリストの少なくとも1つを含むが１つより多くも含み、かつ任意で、付加的なリストされていない要素も含むと解釈されるものとする。「〜の1つのみ」もしくは「〜の厳密に1つ」、または添付の特許請求の範囲において使用された場合は「〜からなる」などの、そうでないと明確に示されている語のみが、多数の要素または要素のリストの厳密に1つを含むことを意味する。一般に、本明細書において使用する「または」という語は、「どちらか」、「〜の1つ」、「〜の1つのみ」または「〜の厳密に1つ」などの排他的な語が先行する場合に排他的な選択肢（すなわち、「両方ではないが一方または他方」）を示すとしか解釈されないものとする。添付の特許請求の範囲において使用された場合、「〜から実質的になる」は、特許法の分野で使用されるその通常の意味を有するものとする。
【００９４】
ここで本明細書および添付の特許請求の範囲において使用する1つまたは複数の要素のリストに関連する「少なくとも1つ」という語句は、要素のリストにおけるいずれか1つまたは複数の要素から選択される少なくとも1つの要素を意味するが、必ずしも要素のリストのうちの特にリストしたいずれかおよび全ての要素のうちの少なくとも1つを含むものではなく、要素のリストにおける要素のあらゆる組み合わせを除外するものではないと、理解するべきである。この規定はまた、「少なくとも1つ」という語句が指す要素のリスト内で具体的に特定される要素以外の要素が、具体的に特定された要素に関連しているかどうかに関わらず、任意で存在してもよいことを許容するものである。したがって、非限定的な例としては、「AおよびBの少なくとも1つ」(または同様に「AまたはBの少なくとも1つ」または同様に「Aおよび/またはBの少なくとも1つ」)は、1つの態様では、少なくとも1つのＡが存在し(任意で1つより多いAを含む）、Bが存在しない(任意でB以外の要素を含む)こと;別の態様では、少なくとも1つのBが存在し(任意で1つより多いBを含む）、Aが存在しない(任意でA以外の要素を含む)こと;さらに別の態様では、少なくとも1つのAが存在し(任意で1つより多いAを含む）、少なくとも1つのBが存在する(任意で1つより多いBを含む）（および任意でその他の要素を含む）ことなどを、意味し得る。
【００９５】
本明細書中と同様に、添付の特許請求の範囲では、「含む」、「包含する」、「保有する」、「有する」「含有する」「伴う」「保持する」、「から構成されている」などの移行句はいずれも、オープンエンドである、すなわち、〜を含むがそれらに限定されるものではないことを意味すると理解されるべきである。「〜からなる」および「〜から実質的になる」という移行句のみが、それぞれ、米国特許商標庁特許審査便覧第2111.03章に記載のクローズドエンドおよびセミクローズドエンドの移行句であるものとする。
【００９６】
添付の特許請求の範囲は、記載される順番および要素に限定される旨が言明されている場合を除いて、そのように限定的に解釈されるべきではない。当業者であれば添付の特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく形式および細部に様々な変更を行い得ると理解すべきである。添付の特許請求の範囲の精神および範囲に包含されるすべての態様およびその均等物について特許請求する。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年9月8日(2014.9.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該フィルタが、消毒モジュール、矯味モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体モジュール、ミネラル除去モジュール、塩除去モジュール、風味モジュール、ビタミンモジュールおよび医薬モジュールからなる群より選択される複数の脱着可能なろ過モジュールを含み、該ろ過モジュールが、ユーザーによって該ろ過容器内で特定の順番で積層可能である、ろ過容器
を含む、水ろ過装置。
【請求項２】
消毒モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体除去モジュール、ミネラル除去モジュールおよび塩除去モジュールが、風味モジュールからの少なくとも1種の風味、ビタミンモジュールからの少なくとも1種のビタミン、および医薬モジュールからの少なくとも1種の医薬を透過可能である、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
風味モジュール、ビタミンモジュールおよび医薬モジュールが、1つまたは複数の脱着可能なろ過モジュールの下流にあり、これにより、フィルタを通過する水が、消毒モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体除去モジュール、ミネラル除去モジュールおよび塩除去モジュールのうち1つまたは複数に浸透した後に、該風味モジュール、ビタミンモジュール、および医薬モジュールのうち1つまたは複数に浸透する、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
カラフの内部領域がろ過容器の流出口に連結されるように、該ろ過容器が該カラフに連結される、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
カートリッジハウジングに連結されたカートリッジシールであって、該カートリッジハウジングが、水ろ過装置のカートリッジ容器に対応する幾何学的形状を有し、該カートリッジハウジングが、ろ過領域と補給区画とに仕切られた内部を有する、カートリッジシールと、
ろ過領域内に配置されたろ過物質と、
該補給領域区画内に配置された補給物質と、
を含み、
該ろ過領域に入る液体が該ろ過物質を横断し続いて該補給領域に入って該ろ過物質を横断した後に該カートリッジを出ていくように、該ろ過領域が該補給領域から仕切られている、
水ろ過装置と共に使用するための使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項６】
ろ過領域および補給領域が積層方向に配置され、カートリッジハウジングが、該カートリッジハウジングの周壁に隣接して位置する開口を有する堅固な仕切壁を含み、該開口が該ろ過領域と該補給領域との間に流体通路をもたらす、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項７】
ろ過領域および補給領域が横方向に配置され、カートリッジハウジングが、該ろ過領域および該補給領域の両方の上部かつ周囲に位置する開口を有する堅固な仕切壁を含み、該開口が該ろ過領域と該補給領域との間に流体通路をもたらす、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項８】
ろ過領域および補給領域が積層方向に配置され、ろ過物質が該補給領域から該ろ過領域を仕切る、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項９】
ろ過物質が、以下のリスト、すなわち活性炭、金属酸化物または金属水酸化物から選択される吸着材料を含み、これにより、ろ過カートリッジが5C〜40Cの温度範囲の水をろ過する働きができる、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項１０】
ろ過物質がイオン交換樹脂またはゼオライトを含み、これにより、ろ過カートリッジが5C〜99Cの温度範囲の水をろ過する働きができる、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項１１】
ろ過領域および補給領域が透水層によって隔てられ、該透水層がその断面積の大部分に亘って、該ろ過領域と該補給領域との間に流体通路をもたらす、請求項5に記載の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
【請求項１２】
基部と、
該基部に連結されたろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置される、ろ過容器と、
カラフ入口が該ろ過容器の該流出口に連結されるように、該基部に脱着可能に連結されたカラフと、
該基部に連結された補給容器であって、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、該ろ過容器の該流出口と流体連通する補給容器入口ポートをさらに含み、該補給容器が、該基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートと該カラフのカラフ入口ポートとに選択的に連結された流体経路を有し、これにより、水ろ過装置が一回供給分のまたは多量供給分の水性飲料を選択的にろ過および補完する働きをし得る、補給容器と
を含む、水ろ過装置。
【請求項１３】
フィルタが、ユーザーによって構成可能な、消毒モジュール、矯味モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体モジュール、ミネラル除去モジュール、塩除去モジュール、風味モジュール、ビタミンモジュール、医薬モジュールからなる群より選択される複数の脱着可能なフィルタモジュールを含む、請求項12に記載の水ろ過装置。
【請求項１４】
複数の浸食に基づくフィルタモジュール状態インジケータをさらに含み、該複数のインジケータにおける各インジケータが複数の脱着可能なフィルタモジュールにおける特定のフィルタモジュールに対応し、該複数のインジケータが流入口と流出口との間に位置し、該複数のインジケータにおける各インジケータが、該対応するフィルタモジュールの状態を表すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食の後に該インジケータそれぞれから供給される、請求項13に記載の水ろ過装置。
【請求項１５】
浸食に基づくフィルタ状態インジケータであって、該インジケータが該流入口と該流出口との間に位置し、該インジケータが、該フィルタの状態を示すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食が該インジケータに起こった後に供給される、浸食に基づくフィルタ状態インジケータ
をさらに含み、該シグナルが電子的であり、かつ/または任意で、該シグナルが、視覚的インジケータ、音響インジケータおよび味覚インジケータの少なくとも1つであり、かつ/または任意で、該シグナルが、色が変わるように構成された視覚的インジケータであり、かつ/または任意で、該シグナルが、単語を含む視覚的インジケータであり、かつ/または任意で、該インジケータが、以下のリスト、すなわち温度、TDS、pH、ミネラル含有量から選択される水質パラメータに基づくものである、請求項12に記載の水ろ過装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
[本発明1001]
ろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該フィルタが、消毒モジュール、矯味モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体モジュール、ミネラル除去モジュール、塩除去モジュール、風味モジュール、ビタミンモジュールおよび医薬モジュールからなる群より選択される複数の脱着可能なろ過モジュールを含み、該ろ過モジュールが、ユーザーによって該ろ過容器内で特定の順番で積層可能である、ろ過容器
を含む、水ろ過装置。
[本発明1002]
消毒モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体除去モジュール、ミネラル除去モジュールおよび塩除去モジュールが、風味モジュールからの少なくとも1種の風味、ビタミンモジュールからの少なくとも1種のビタミン、および医薬モジュールからの少なくとも1種の医薬を透過可能である、本発明1001の装置。
[本発明1003]
風味モジュール、ビタミンモジュールおよび医薬モジュールが、1つまたは複数の脱着可能なろ過モジュールの下流にあり、これにより、フィルタを通過する水が、消毒モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体除去モジュール、ミネラル除去モジュールおよび塩除去モジュールのうち1つまたは複数に浸透した後に、該風味モジュール、ビタミンモジュール、および医薬モジュールのうち1つまたは複数に浸透する、本発明1001の装置。
[本発明1004]
カラフの内部領域がろ過容器の流出口に連結されるように、該ろ過容器が該カラフに連結される、本発明1001の装置。
[本発明1005]
カートリッジハウジングに連結されたカートリッジシールであって、該カートリッジハウジングが、水ろ過装置のカートリッジ容器に対応する幾何学的形状を有し、該カートリッジハウジングが、ろ過領域と補給区画とに仕切られた内部を有する、カートリッジシールと、
ろ過領域内に配置されたろ過物質と、
該補給領域区画内に配置された補給物質と、
を含み、
該ろ過領域に入る液体が該ろ過物質を横断し続いて該補給領域に入って該ろ過物質を横断した後に該カートリッジを出ていくように、該ろ過領域が該補給領域から仕切られている、
水ろ過装置と共に使用するための使い捨ての水ろ過カートリッジ。
[本発明1006]
ろ過領域および補給領域が積層方向に配置され、カートリッジハウジングが、該カートリッジハウジングの周壁に隣接して位置する開口を有する堅固な仕切壁を含み、該開口が該ろ過領域と該補給領域との間に流体通路をもたらす、本発明1005の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
[本発明1007]
ろ過領域および補給領域が横方向に配置され、カートリッジハウジングが、該ろ過領域および該補給領域の両方の上部かつ周囲に位置する開口を有する堅固な仕切壁を含み、該開口が該ろ過領域と該補給領域との間に流体通路をもたらす、本発明1005の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
[本発明1008]
ろ過領域および補給領域が積層方向に配置され、ろ過物質が該補給領域から該ろ過領域を仕切る、本発明1005の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
[本発明1009]
ろ過物質が、以下のリスト、すなわち活性炭、金属酸化物または金属水酸化物から選択される吸着材料を含み、これにより、ろ過カートリッジが5C〜40Cの温度範囲の水をろ過する働きができる、本発明1005の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
[本発明1010]
ろ過物質がイオン交換樹脂またはゼオライトを含み、これにより、ろ過カートリッジが5C〜99Cの温度範囲の水をろ過する働きができる、本発明1005の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
[本発明1011]
ろ過領域および補給領域が透水層によって隔てられ、該透水層がその断面積の大部分に亘って、該ろ過領域と該補給領域との間に流体通路をもたらす、本発明1005の使い捨ての水ろ過カートリッジ。
[本発明1012]
カートリッジシールとろ過領域および補給領域に仕切られた内部を有するカートリッジハウジングとを含む使い捨てカートリッジに穴を開ける工程であって、該ろ過領域が、その中に配置されたろ過物質を有し、該補給領域が、その中に配置された補給物質を有する、工程;
該使い捨てカートリッジに水を導入する工程であって、該水が該ろ過物質を横断した後に該補給領域に入るように、該水が該ろ過領域へ導入され続いて該補給領域へ導入される、工程;
該水を該補給領域から出す工程;および
該水を該カートリッジハウジングから出す工程
を含む、水をろ過する方法。
[本発明1013]
水をカートリッジハウジングから出す工程が、カートリッジハウジングに穴を開けることを含む、本発明1012の水をろ過する方法。
[本発明1014]
水をカートリッジハウジングから出す工程が、カートリッジハウジングおよび補給領域に穴を開けることを含む、本発明1012の水をろ過する方法。
[本発明1015]
ろ過物質の形状がカートリッジハウジングの断面に対応している、本発明1012の水をろ過する方法。
[本発明1016]
基部と、
該基部に連結されたろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置される、ろ過容器と、
カラフ入口が該ろ過容器の該流出口に連結されるように、該基部に脱着可能に連結されたカラフと、
該基部に連結された補給容器であって、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、該ろ過容器の該流出口と流体連通する補給容器入口ポートをさらに含み、該補給容器が、該基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートと該カラフのカラフ入口ポートとに選択的に連結された流体経路を有し、これにより、水ろ過装置が一回供給分のまたは多量供給分の水性飲料を選択的にろ過および補完する働きをし得る、補給容器と
を含む、水ろ過装置。
[本発明1017]
基部と、
該基部に連結されたろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該フィルタが、ユーザーによって構成可能な、消毒モジュール、矯味モジュール、有機汚染物質除去モジュール、ヒ素除去モジュール、基本的病原体モジュール、ミネラル除去モジュール、塩除去モジュール、風味モジュール、ビタミンモジュール、医薬モジュールからなる群より選択される複数の脱着可能なフィルタモジュールを含む、ろ過容器と
を含む、水ろ過装置。
[本発明1018]
複数の浸食に基づくフィルタモジュール状態インジケータをさらに含み、該複数のインジケータにおける各インジケータが複数の脱着可能なフィルタモジュールにおける特定のフィルタモジュールに対応し、該複数のインジケータが流入口と流出口との間に位置し、該複数のインジケータにおける各インジケータが、該対応するフィルタモジュールの状態を表すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食の後に該インジケータそれぞれから供給される、本発明1017の水ろ過装置。
[本発明1019]
複数の脱着可能なフィルタモジュールが、該複数の脱着可能なフィルタモジュールの形状に対応する形状を有するカートリッジ内に配置される、本発明1017の水ろ過装置。
[本発明1020]
ろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置される、ろ過容器と、
浸食に基づくフィルタ状態インジケータであって、該インジケータが該流入口と該流出口との間に位置し、該インジケータが、該フィルタの状態を示すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食が該インジケータに起こった後に供給される、浸食に基づくフィルタ状態インジケータと、
を含む、水ろ過装置。
[本発明1021]
シグナルが電子的である、本発明1020の水ろ過装置。
[本発明1022]
シグナルが、視覚的インジケータ、音響インジケータおよび味覚インジケータの少なくとも1つである、本発明1020の水ろ過装置。
[本発明1023]
シグナルが、色が変わるように構成された視覚的インジケータである、本発明1020の水ろ過装置。
[本発明1024]
シグナルが、単語を含む視覚的インジケータである、本発明1020の水をろ過する方法。
[本発明1025]
水ろ過装置の基部に連結された水ろ過容器に水を導入する工程であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを有し、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該ろ過容器が浸食に基づくフィルタ状態インジケータをさらに含み、該インジケータが該流入口と該流出口との間に位置し、該インジケータが該フィルタの状態を示すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食がインジケータに起こった後に供給される、工程;
該水が該フィルタおよび該インジケータを横断するようにかつ該インジケータが浸食されるように、該流入口から該流出口まで延びる水流経路に沿って該水を流れさせる工程;および
所定量の流量依存的浸食が該インジケータに起こった後に、該フィルタの状態をシグナルを介して示す工程
を含む、水ろ過装置において水をろ過する方法。
[本発明1026]
シグナルが電子的である、本発明1025の水をろ過する方法。
[本発明1027]
シグナルが、視覚的インジケータ、音響インジケータおよび味覚インジケータの少なくとも1つである、本発明1025の水をろ過する方法。
[本発明1028]
シグナルが、色が変わるように構成された視覚的インジケータである、本発明1025の水をろ過する方法。
[本発明1029]
シグナルが、単語を含む視覚的インジケータである、本発明1025の水をろ過する方法。
[本発明1030]
基部に連結された補給容器を含む装置であって、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、複数回供給用途を可能にするための徐放性または制御放出性物質をさらに含む、装置。
[本発明1031]
複数回供給用途に関連する補給物質の状態を示すシグナルを供給するように構成されたインジケータをさらに含む、本発明1030の装置。
[本発明1032]
インジケータが液体容積測定に基づくものである、本発明1030の装置。
[本発明1033]
インジケータが、以下のリスト、すなわち温度、TDS、pH、ミネラル含有量から選択される水質パラメータに基づくものである、本発明1030の装置。
[本発明1034]
基部と、
該基部に連結されたろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するひだ付きフィルタを含み、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該ひだ付きフィルタが、表面が複数の面内に配置されるように複数の頂部と複数の谷部とを有する該表面を特徴とするひだ面を有し、該ろ過容器が、該流入口から該流出口まで延びる水流経路を該ひだ付きフィルタの該ひだ面が横断する方向に該ひだ付きフィルタを維持するように構造的に構成されており、該ろ過容器が、容器方向および容器形状の少なくとも一方により該水流経路に沿って水流を誘導するようにさらに構成されている、ろ過容器と、
カラフ入口が該ろ過容器の該流出口に連結されるように、該基部に脱着可能に連結されたカラフと
を含む、水ろ過装置。
[本発明1035]
カラフ出口をさらに含む、本発明1034の装置。
[本発明1036]
カラフ出口がカラフの底部領域に位置する、本発明1035の装置。
[本発明1037]
カラフ出口がバルブを含む、本発明1036の装置。
[本発明1038]
バルブが、カラフが基部に連結されたら開き、カラフが基部から取り外されたら閉まるように構成されている、本発明1037の装置。
[本発明1039]
基部が、カラフ出口における開いたバルブを介して、該基部に連結されたカラフと流体連通するポートを含む、本発明1038の装置。
[本発明1040]
基部に連結されているポンプをさらに含む、本発明1039の装置。
[本発明1041]
ポンプが基部のポートに連結されている、本発明1040の装置。
[本発明1042]
基部に連結されている複数のポンプをさらに含む、本発明1041の装置。
[本発明1043]
カラフが、少なくとも1つの取っ手および1つの注ぎ口を有する給仕用ピッチャーとして構成されている、本発明1034の装置。
[本発明1044]
基部に連結された補給容器をさらに含み、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、ポンプに連結された補給容器入口ポートをさらに含み、該補給容器が、該基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートに連結された流体経路を有する、本発明1034の装置。
[本発明1045]
補給容器が、一回供給分出口ポートおよびカラフ入口に選択的に連結された流体経路を含み、これにより、ろ過装置が、一回供給分のまたは多量供給分の水性飲料を選択的にろ過および補完するように構成されている、本発明1044の装置。
[本発明1046]
補給容器内に位置する使い捨て補給カートリッジをさらに含み、該補給カートリッジが、カートリッジハウジングに連結されたカートリッジシールを有し、該カートリッジハウジングが、その中に配置された補給物質を有する、本発明1044の装置。
[本発明1047]
補給カートリッジハウジングが、補給容器に対応する幾何学的形状を有する、本発明1046の装置。
[本発明1048]
補給物質が、風味成分、ビタミン、塩抽出剤（extractor）、ミネラル、ハーブエキスおよび医薬の少なくとも1種を含む、本発明1046の装置。
[本発明1049]
補給物質が液体である、本発明1046の装置。
[本発明1050]
補給物質が固体である、本発明1046の装置。
[本発明1051]
固体が粒状および粉末状の少なくとも一方である、本発明1050の装置。
[本発明1052]
基部に連結された補給容器をさらに含み、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、ろ過容器の流出口と流体連通する補給容器入口ポートをさらに含み、該補給容器が、該基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートに選択的に連結された流体経路を有する、本発明1034の装置。
[本発明1053]
加熱ユニットと冷却ユニットと制御部とを含む温度調節ユニットをさらに含む、本発明1034の装置。
[本発明1054]
浸食に基づくフィルタ状態インジケータをさらに含み、該インジケータが流入口と流出口との間に位置し、該インジケータが、フィルタの状態を示すシグナルを供給し、該シグナルが、所定量の流量依存的浸食が該インジケータに起こった後に供給される、本発明1034の装置。
[本発明1055]
浸食に基づくフィルタが、浸食可能なポリマーを含む、本発明1054の装置。
[本発明1056]
基部が163インチ未満である、本発明1034の装置。
[本発明1057]
フィルタの水量負荷が4gpm/ft2未満である、本発明1034の装置。
[本発明1058]
フィルタの水量負荷がより低くかつ2.5gpm/ft2未満である、本発明1034の装置。
[本発明1059]
水ろ過装置の基部に連結された水ろ過容器に水を導入する工程であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するひだ付きフィルタを含み、該ひだ付きフィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該ひだ付きフィルタが、表面が複数の面内に配置されるように複数の頂部と複数の谷部とを有する該表面を特徴とするひだ面を有する、工程;および
該水が該ひだ付きフィルタの該ひだ面を横断するように、該流入口から該流出口まで延びる水流経路に沿って該水を流れさせる工程
を含む、水ろ過装置における水のろ過方法。
[本発明1060]
有形の記憶媒体に保存されたコンピュータ可読コードを含むコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータ可読コードが、水ろ過装置で水をろ過するためのコンピュータによって実行可能なコンピュータプログラムを形成し、該コンピュータプログラムが、
該水ろ過装置の基部に連結された水ろ過容器に水を流れ込ませるためのコンピュータコードであって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するフィルタを含み、該フィルタが該流入口と該流出口との間に配置され、該ろ過容器が浸食に基づくフィルタ状態インジケータをさらに含む、コンピュータコードと、
ろ過水を補給容器に入れるためのコンピュータコードであって、該補給容器が、その中に補給物質を保持するように構成されており、該補給容器が、ポンプに連結された補給容器入口ポートをさらに含み、該補給用容器が、該基部に連結された一回供給分保持領域の上方に配置された一回供給分出口ポートに連結された流体経路を有する、コンピュータコードと
を含む、コンピュータプログラム製品。
[本発明1061]
基部と、
該基部に連結されたろ過容器であって、該ろ過容器が流入口と流出口とを有し、該ろ過容器が、その中に位置するろ過媒体を含み、該ろ過媒体が、金属酸化物および金属水酸化物および活性炭およびイオン交換およびゼオライトの少なくとも1種を含み、該ろ過媒体が該流入口と該流出口との間に配置され、該ろ過容器が、該ろ過媒体が該流入口から該流出口まで延びる水流経路を横断する方向に該ろ過媒体を維持するように構造的に構成されており、該ろ過容器が、容器方向および容器形状の少なくとも一方により該水流経路に沿って水流を誘導するようにさらに構成されている、ろ過容器と、
カラフ入口が該ろ過容器の該流出口に連結されるように、該基部に脱着可能に連結されたカラフと
を含む、水ろ過装置。
[本発明1062]
複数のモジュール方式フィルタを含み、該モジュール方式フィルタ全てのアスペクト比が1未満である、重力供給方式の水ろ過装置。
[本発明1063]
複数のモジュール方式フィルタが、ユーザーによって構成可能である、本発明1062の装置。
なお、上記の概念と以下でさらに詳細に記載するさらなる概念とのすべての組み合わせ(かかる概念が互いに矛盾するものでない場合)は、本明細書において開示する本発明の主題の一部であるとして意図されていることが理解されるべきである。特に、添付の特許請求の範囲に記載される主題のすべての組み合わせは、本明細書において開示する本発明の主題の一部であることが意図される。なお、本明細書において明示的に用いられる用語（これは参照により本明細書に組み入れられる開示のいずれかに掲載されていてもよい）は、本明細書において開示する特定の概念と最も一致する意味が付与されるべきであると理解されるべきである。
【国際調査報告】
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