(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口（２．２１）と出口（２．３２）とを有するハウジング（２）が設けられており、
前記ハウジング（２）内に濾過材（４）が配置され、
前記出口（２．３２）に接続された、濾過水の最初の部分用の第１流出口（７、８、１１）が設けられ、
前記出口（２．３２）に接続された、濾過水の前記最初の部分よりも濾過される濾過水用の第２流出口（６）が設けられており、
前記第２流出口（６）にふるい（６．２）が設けられ、
前記第１流出口（７、８、１１）にさらに別のふるい（７．２、８．２、１１．２）が設けられる、飲料装置用のフィルタカートリッジ。
【請求項２】
前記第２流出口（６）と前記第１流出口（７、８）とが流路（５）を介して前記出口（２．３２）に接続される、請求項１に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項３】
前記第２流出口（６）が前記流路（５）の上端に配置され、
前記第１流出口（８）が前記第２流出口（６）と前記出口（２．３２）との間の前記流路（５）に配置される、請求項２に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項４】
前記第２流出口（６）が、第１の流路（５）を介して前記出口（２．３２）に接続され、
前記第１流出口（１１）が、第２の流路（１０）を介して前記出口（２．３２）に接続され、
前記第１の流路（５）が前記第２の流路（１０）より長い、請求項１に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項５】
前記第２流出口（６）が前記ハウジング（２．１）内の上部領域に配置される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項６】
前記第１流出口（７、８、１１）が前記ハウジング（２．１）内の中間領域に配置される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項７】
前記ハウジング（２．１）が下部領域にさらに別の入口（２．２２）を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項８】
シール（９、１２）付きの接続ノズル（２．３１）が設けられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項９】
流路（５、１０）が、水が前記流路（５、１０）内を下方に流れるように前記ハウジング（２）内に配置される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項１０】
給水タンクと、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジとを有する飲料装置であって、
前記給水タンク（２０）が、水出口（２１．２）を形成するタンクノズル（２１．１）を備え、
前記タンクノズルが、前記フィルタカートリッジ（１）の接続ノズル（２．３１）に接続されるよう設けられている、飲料装置。
【請求項１１】
前記タンクノズル（２１．１）が前記給水タンク（２０）の床に配置されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の飲料装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料装置用のフィルタカートリッジ、および、フィルタカートリッジを有する飲料装置に関する。飲料装置は、例えば、コーヒーマシンである。
【０００２】
飲料装置の給水タンク内には、給水タンク内の原料水を処理するために、ウォータフィルタカートリッジが設置される。ウォータフィルタカートリッジの内部には、そのフィルタカートリッジ内を流れる水を軟化させるために、粒状の濾過材が配置される。また、その濾過材で、微小粒子を濾過して除去することができる。フィルタカートリッジを通して水を吸引するため、飲料装置が吸上げポンプを備えてもよい。
【背景技術】
【０００３】
従来技術である独国特許出願公開第１０２００４０４９８７６号明細書には、濾過手段と、上部領域で互いに連通する上昇流室および下降流室とを備えるフィルタカートリッジが記載されている。さらに、フィルタカートリッジは、流入口と、流入口の上流に配置された入口領域と、流入口とともに底部領域に配置された流出口を備えている。流出口は、上昇流室および／または下降流室の下部に、または上昇流室および／または下降流室の下方に配置された側路を介して入口領域に接続されている。この解決策は、汚染された可能性がある未処理の水が側路を通じて流出口に流れるという欠点を有している。このことは、処理された（例えば、脱塩素された）水のみが給水タンクの出口から放出されることが保証されないことを意味する。もう１つの欠点は、フィルタカートリッジが給水タンク内に取り付けられているので、使用者が側路の割れ目開口を調節することが難しいという点である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、水質が常にかつ長期にわたって改善される、飲料装置用のフィルタカートリッジ、および、かかるフィルタカートリッジを有する飲料装置を提供することである。
【０００５】
水の硬度が低下されるとともに、ｐＨ値の変化がないことが有効である。さらなる利点としては、水質の改善が予測可能になること、および水質が長期間にわたってほとんど不変になることである。さらに、濾過され、それによって浄化された（例えば、脱塩素された）水のみが給水タンクを出て飲料装置に入ることが確保される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、本目的は、独立請求項１の特徴を有する飲料装置用のフィルタカートリッジによって達成される。
【０００７】
本発明による飲料装置用のフィルタカートリッジは、入口と出口を有するハウジングと、ハウジング内に置かれた濾過材とを備える。さらに、ともに出口に接続された濾過水用の上部流出口と濾過水用の下部流出口とが設けられる。
【０００８】
従属請求項に示された特性から、本発明の有利なさらなる展開が生ずる。
【０００９】
フィルタカートリッジの一実施形態では、上部流出口と下部流出口とが流路を介して出口に接続されている。
【００１０】
フィルタカートリッジの別の実施形態では、上部流出口が流路の上端に配置され、下部流出口が上部流出口と出口との間の流路に配置される。
【００１１】
好ましくは、本発明にかかるフィルタカートリッジにおいて、上部流出口が、第１の流路を介して出口に接続され、下部流出口が、第２の流路を介して出口に接続される。
【００１２】
本発明によるフィルタカートリッジには、上部流出口にふるいが設けられるとよい。これにより、いかなる濾過材も流路内に入って流路からカートリッジの出口に到達しないこととなる。
【００１３】
本発明にかかるフィルタカートリッジのさらなる改良では、下部流出口にさらに別のふるいが設けられる。前述したように、これにより、いかなる濾過材も流路内に入って流路からカートリッジの出口に到達しないこととなる。
【００１４】
さらに、本発明にかかるフィルタカートリッジにおいて、上部流出口がハウジング内の上部領域に配置される。
【００１５】
これに加えて、下部流出口がハウジング内の中間領域に配置されてもよい。
【００１６】
さらに、本発明にかかるフィルタカートリッジにおいて、ハウジングが下部領域にさらに別の入口を備えてもよい。
【００１７】
本発明にかかるフィルタカートリッジは、シール付きの接続ノズルをさらに備えてもよい。
【００１８】
給水タンクと本発明にかかるフィルタカートリッジとを有する飲料装置において、給水タンクが、水出口を形成するタンクノズルを備えてもよい。タンクノズルは、フィルタカートリッジの接続ノズルに接続されるようにして設けられる。
【００１９】
最後に、本発明にかかる飲料装置において、タンクノズルが給水タンクの床に配置されてもよい。
【００２０】
本発明およびその実施形態は、添付の図面と併せて、本発明にかかる、現時点で好ましいが言うまでもなく例示的な実施形態の以下の詳細な説明を参照することによってより深く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】フィルタカートリッジの第１の実施形態を断面図で示す。
【図２】給水タンクのタンクノズルの上に取り付けられた、フィルタカートリッジの第１の実施形態を断面図で示す。
【図３】フィルタカートリッジの第２の実施形態を断面図で示す。
【図４】フィルタカートリッジの第３の実施形態を断面図で示す。
【図５】フィルタカートリッジを立体図で示す。
【図６】フィルタカートリッジを側面図で示す。
【図７】フィルタカートリッジの入口および出口領域を立体図で示す。
【図８】シール付きフィルタカートリッジの入口および出口領域を立体図で示す。
【図９】シール付きフィルタカートリッジの入口および出口領域を断面図で示す。
【図１０】給水タンク内に取り付けられたフィルタカートリッジを立体図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、水濾過用のフィルタカートリッジ１の第１の実施形態を断面図で示す。フィルタカートリッジ（以下、略して「カートリッジ」とも称する）１は、濾過材４（以下、「樹脂」とも称する）４が部分的に充填されたハウジング２を備える。ハウジング２は、その底部領域に、第１の水入口（以下、略して「入口」とも称する）２．２１を形成する複数のスロットを有する。さらに、ハウジング２は、その底部領域に、水出口（以下、省略して「出口」とも称する）２．３２を形成する接続ノズル２．３１を有する。これに加えて、ハウジング２は、接続ノズル２．３１および出口２．３２を同心に囲んで第２の水入口２．２２を形成する複数のスロットも有する。
【００２３】
フィルタカートリッジ１内には、長手方向軸線が基本的に垂直に位置合わせされたパイプ５が配置される。パイプ（「流路」または「下流管」とも称する）５は、その上端に、いわゆる上部流出口６で終端する水平部分５．２を有する。この上部流出口６は、ふるい６．２を支持する枠６．１を備える。ふるい６．２は、膜、布、金網などからなるものとすることができる。枠６．１は、ふるい６．２を安定させるために設けられる。上部流出口６は、パイプ５の部分５．２の上端に、例えば、差し込まれたり、溶接されたり、ねじ留めされたりする別個の要素からなることができる。この実施形態では、フィルタカートリッジ１の中間領域でもあるパイプ５の垂直部分５．１の中間領域に、さらに別の流出口（以下、「下部流出口」とも称する）７が設けられる。下部流出口７は、上部流出口６と同様に形成されることができる。これは、下部流出口７がふるい７．２を支持する枠７．１を有し、ふるい７．２が、膜、布、金網などからなるものとすることができるという意味である。下部流出口７は、別個の要素からなるものとすることができ、パイプ５の水平部分５．３の端部に固定され、パイプ５に開口を形成する。
【００２４】
フィルタカートリッジ１の上面には、ハウジング２の側壁２．１の上端に固定された蓋３が設けられる。
【００２５】
接続ノズル２．３１の側面には、径方向シール９が配置される。フィルタカートリッジ１を給水タンク２０に接続するため、接続ノズル２．３１は、給水タンク２０のタンクノズル２１．１に差し込まれる。
【００２６】
図２は、フィルタカートリッジの第１の実施形態がタンク２０の床の上にどのように取り付けられるかを示す。これに加えて、図２では、水の流れが示されている。当然ながら、飲料装置の給水タンク２０は原料水で満たされている。原料水を徐々に上昇させるため、原料水は、入口２．２１および２．２２を介してフィルタカートリッジ１内に吸い上げられる。流れの方向は矢印３０によって示されている。原料水は、濾過材４の中を上方へ流れ、濾過材４によって濾過される。濾過水の最初の部分は、流出口７を通じてパイプ５内に流れ、パイプ５から出口２．３２に流れる。水の残りの部分は上方へ流れ、その後流出口６を通じてパイプ５内へ、パイプ５から出口２．３２へ流れ続ける。これにより、濾過水の最初の部分は、水の他の（残りの）部分ほど濾過されないようになる。また、これにより、高度に処理された水、すなわち上部流出口６から来る水が、より控えめまたは軽度に処理された水、すなわち下部流出口７から来る水と混合される。
【００２７】
好ましい実施形態では、下部流出口７は、フィルタカートリッジ１の高さのおよそ４／５〜１／８の高さに配置されている。
【００２８】
好ましい実施形態では、高度に処理された水と軽度に処理された水の水量の比率が、１：１〜４：１の間、好ましくは３：１である。
【００２９】
本発明の場合、水のｐＨ値を一定レベルとすることができるとともに、フィルタカートリッジの寿命を延ばすことができ、有効である。
【００３０】
水平部分５．３とともに分岐路を形成する流出口７は、フィルタカートリッジの一定の使用期間後に、水が上部流出口６を通じて下流管５内に流れるだけになるように閉塞され得る。したがって、濾過材がまだ新鮮で未消費である限り、分岐路は、最初にフィルタカートリッジ１の効率を高めるのに役立つ。分岐路は、フィルタカートリッジ１の特性を一定レベルとすることにも役立つ。下部流出口７の閉塞は、一定時間後に目詰まりする濾過膜７．２など、様々な方法で得ることができる。
【００３１】
目詰まりの原理は、流出口７のフィルタ、すなわちふるい７．２が、時が経つにつれて湯垢やその他生じ得る固形堆積物によって次第に限定され、最終的には完全に詰まる、有限の開口面を有するということである。ふるい７．２の閉塞の結果、より多くの水が上部流出口６を流れることになる。したがって、流出口７を流れる水と流出口６を流れる水との比率が、フィルタカートリッジ１の寿命の間に変化する。これにより、ひいては、フィルタカートリッジ１の寿命期間にわたって、フィルタ特性の高度の均衡が促進される。
【００３２】
本発明にかかるフィルタカートリッジ１の実施形態を有するコーヒーマシンは、フィルタカートリッジ１のふるい７．２の表面を２０ｍｍ２から６５ｍｍ２の間にしてテストされた。概して、ふるい７．２の面積の適切な大きさは、フィルタカートリッジが使用されるように設けられる飲料装置の流量とタイプに依存する。
【００３３】
上部流出口６．２の表面の大きさは、フィルタカートリッジ１全体の流れ抵抗に適合するように使用され得る。通常、上部流出口６．２の表面は、できる限り小さな流れ抵抗を達成するだけの大きい寸法にされる。
【００３４】
図３は、フィルタカートリッジ１の第２の実施形態を断面図で示す。フィルタカートリッジ１の第１の実施形態と異なり、第２の実施形態におけるパイプ５は第２の水平部分５．３を有していない。その代わりに、パイプ５の垂直部分５．１に流出口８が設けられている。流出口８は、以下下部流出口８とも称され、例えば、膜、金網などからなることができる。
【００３５】
下部流出口８は、フィルタカートリッジ１の一定の使用期間後に、水が上部流出口６を通じて下流管５内に流れるだけになるように閉塞され得る。したがって、濾過材がまだ新鮮で未消費である限り、下部流出口８は、最初にフィルタカートリッジ１の効率を高めるのに役立つ。下部流出口８は、フィルタカートリッジ１の特性を一定レベルとすることにも役立つ。下部流出口８の閉塞は、例えば、一定時間後に目詰まりする濾過膜８．２によって得ることができる。
【００３６】
図４には、フィルタカートリッジ１の第３の実施形態が断面図で示されている。フィルタカートリッジ１の第１および第２の実施形態と異なり、２本の垂直の調整されたパイプ５およびパイプ１０が設けられている。パイプ５は、長い方のパイプであって、上端に流出口６を有する一方、パイプ１０は、短い方であり、上端に流出口１１を有する。流出口６と流出口１１の両方が、前述したように形成されることができる。これは、流出口１１がふるい１１．２を担持した枠１１．１を備えるという意味である。
【００３７】
短尺のパイプ１０とともに分岐路を形成する流出口１１は、フィルタカートリッジの一定の使用期間後に、それ以降は水が上方流入口６を通じて管５内に流れるだけになるように閉塞されることができる。上述したように、濾過材がまだ新鮮で未消費である限り、分岐路は、最初にフィルタカートリッジ１の効率を高めるのに役立つ。分岐路は、フィルタカートリッジ１の特性を一定レベルにすることにも役立つ。下部流出口１１の閉塞は、例えば、一定時間後に目詰まりする濾過膜１１．２によって得ることができる。
【００３８】
図５は、フィルタカートリッジ１を立体図で示す。蓋３の上面に、フィルタカートリッジ１を交換すべき時を使用者に示すように、回動可能な円板１３が配置されている。
【００３９】
図６には、フィルタカートリッジ１が側面図で示されている。
【００４０】
図７は、接続ノズル２．３１にシールがないフィルタカートリッジ１の水入口領域と水出口領域を立体図で示す。
【００４１】
図８は、接続ノズル２．３１におけるシールのさらなる実施形態を有するフィルタカートリッジ１の水入口領域と水出口領域を立体図で示す。シール１２は、接続ノズル２．３１の周縁に配置された複数の流入口１２．１を備える。さらに、シール１２は、２個の径方向シールリップ１２．２と、１個の軸方向シールリップ１２．３も備える。リップ１２．３は、カートリッジ１がタンク２０に安全に固定されるように、カートリッジ１の接続ノズル２．３１とタンクノズル２１．１との間に摩擦力を発生させるために使用することができる。水フィルタカートリッジ１のシール１２の寸法、特に直径は、給水タンク２０のタンクノズル２１．１の寸法と一致する。
【００４２】
図９には、シール付きフィルタカートリッジ１の水入口領域と水出口領域が断面図で示されている。図でわかるように、パイプ５およびパイプ１０の下端が接続ノズル２．３１に通じている。
【００４３】
図１０は、フィルタカートリッジ１を有する給水タンク２０の一例を立体図で示す。
【００４４】
タンク出口２１．２のタンク底面に、給水タンク２０が飲料装置から取り外されたときに、バネによって閉位置に保持されるプランジャ（図示せず）が設けられてもよい。プランジャの上端には、シールが設けられている。給水タンク２０が飲料装置上に固定されると、プランジャが上方に押されて、出口２１．２が開放される。
【００４５】
図示しないさらに別の実施形態では、パイプ５に複数個の流出口がある。これらの流出口は、パイプ５に上下に配置されており、単純な孔であってもよい。孔の直径または開口幅（パイプが丸くない場合）は、適切な孔を通じてパイプ５内に流れるべき水量に応じて適合されてもよい。
【００４６】
水は、もともと飲料装置の一部であるが図示されない吸上げポンプによって、フィルタカートリッジ内に吸引されてもよい。
【００４７】
用語「上部流出口６」および「下部流出口７」は、流出口６が流出口７に対して空間的関係にあることを当然表しているが、流出口６が、図ではそのように描かれていても、空間的に流出口７の上方に配置されていることを意味しない。図面は、本発明の一部の実施形態のみを示している。実際には、フィルタカートリッジ１が例えば上下ではなく平面的に設計されている場合、上部流出口と下部流出口との間のこの空間的関係は、上部流出口６が水の流れの方向に関して下部流出口７の前方に配置されていることを意味する。用語「下部」および「上部」は、２つの流出口６、７の空間的な向きや給水タンク内のフィルタカートリッジ１の向きを問わず、２つの流出口６、７の間に空間が存在することを表している。
【００４８】
給水タンクとフィルタカートリッジとを有する新規な飲料装置の好ましい実施形態を例示および説明してきたが、装置、給水タンクおよびフィルタカートリッジの変種と変形が本発明または添付の特許請求の範囲の精神から逸脱することなく行い得ることに注目されたい。特に、それぞれ異なる実施形態の特徴は、相互に交換可能であり、組合せ可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  フィルタカートリッジ
２  ハウジング
２．１  側壁
２．２１  入口
２．２２  入口
２．３１  接続ノズル
２．３２  出口
３  蓋
４  濾過材
５  パイプまたは流路
５．１  垂直部分
５．２  水平部分
５．３  水平部分
６  上部流出口
６．１  枠
６．２  ふるい
７  下部流出口
７．１  枠
７．２  ふるい
８  下部流出口
８．２  ふるい
９  シール
１０  パイプ
１１  下部流出口
１１．１  枠
１１．２  ふるい
１２  シール
１２．１  流入口
１２．２  径方向シールリップ
１２．３  軸方向シールリップ
１３  円板
２０  タンク
２１．１  タンク出口ノズル
２１．２  タンク出口
３０  流れの方向
【図１】
0005335088.tif 000002
【図２】
0005335088.tif 000003
【図３】
0005335088.tif 000004
【図４】
0005335088.tif 000005
【図５】
0005335088.tif 000006
【図６】
0005335088.tif 000007
【図７】
0005335088.tif 000008
【図８】
0005335088.tif 000009
【図９】
0005335088.tif 000010
【図１０】
0005335088.tif 000011