JP2019533575A - 液体処理デバイス、それを製造する方法、および液体処理システム - Google Patents
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Abstract
液体処理デバイスは、処理されることとなる液体を保持するためのコンテナを画定するコンテナ・セクション(10;210;310;410)を含む。コンテナ・セクション(210;310;410)は、本体部の少なくとも一部を含み、本体部は、少なくともコンテナの底部を形成する少なくとも1つの壁部(212;312;412)を含む。コンテナの底部を形成する壁部(212;312;412)を通る少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウ(226a、b;326a、b)が設けられている。また、デバイスは、液体処理セクション(11;211;311;411)を含み、液体処理セクション(11;211;311;411)は、キャビティー(217;317;417)を含み、キャビティー(217;317;417)は、キャビティー側壁部(218;318;418)によって取り囲まれており、キャビティー側壁部(218;318;418)は、それを通過する液体を処理するための少なくとも1つの第2の液体透過性のウィンドウを形成している。キャビティー側壁部(218;318;418)は、キャビティー側壁部(218;318;418)の周囲に沿って、キャビティー(217;317;417)および第1の液体透過性のウィンドウ(226a、b;326a、b)を通る液体経路の周りにおいて、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウ(226a、b;326a、b)の近位のキャビティー側壁部(218;318;418)の端部において、液体不透過性の壁部セクション(212;327;435)に密封して接合されている。液体不透過性の壁部セクション(212;327;435)は、本体部の分離不可能なパーツである。
Description
本発明は、液体処理デバイスであって、液体処理デバイスは、
処理されることとなる液体を保持するためのコンテナを画定するコンテナ・セクション
を含み、
コンテナ・セクションは、本体部の少なくとも一部を含み、本体部は、少なくともコンテナの底部を形成する少なくとも1つの壁部を含み、
コンテナの底部を形成する壁部を通る少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウが設けられており、
また、液体処理デバイスは、液体処理セクションを含み、
液体処理セクションは、キャビティーを含み、キャビティーは、キャビティー側壁部によって取り囲まれており、キャビティー側壁部は、それを通過する液体を処理するための少なくとも1つの第2の液体透過性のウィンドウを形成しており、
キャビティー側壁部は、キャビティー側壁部の周囲に沿って、キャビティーおよび第1の液体透過性のウィンドウを通る液体経路の周りにおいて、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウの近位のキャビティー側壁部の端部において、液体不透過性の壁部セクションに密封して接合されている、液体処理デバイスに関する。
処理されることとなる液体を保持するためのコンテナを画定するコンテナ・セクション
を含み、
コンテナ・セクションは、本体部の少なくとも一部を含み、本体部は、少なくともコンテナの底部を形成する少なくとも1つの壁部を含み、
コンテナの底部を形成する壁部を通る少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウが設けられており、
また、液体処理デバイスは、液体処理セクションを含み、
液体処理セクションは、キャビティーを含み、キャビティーは、キャビティー側壁部によって取り囲まれており、キャビティー側壁部は、それを通過する液体を処理するための少なくとも1つの第2の液体透過性のウィンドウを形成しており、
キャビティー側壁部は、キャビティー側壁部の周囲に沿って、キャビティーおよび第1の液体透過性のウィンドウを通る液体経路の周りにおいて、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウの近位のキャビティー側壁部の端部において、液体不透過性の壁部セクションに密封して接合されている、液体処理デバイスに関する。
また、本発明は、液体処理システムに関する。
また、本発明は、液体処理デバイスを製造する方法に関する。
WO2015/006561A1(特許文献1)は、重力送り用途のためのフィルターを開示しており、また、共通の用途が、バッチ処理および濾過デバイスに関連しており、そこでは、水が濾過され、処理され、および、コンテナの中に貯蔵されるということを説明している。これらの自己充足型のシステムは、典型的に、フィルター・カートリッジによって分離されている上側チャンバーおよび下側チャンバーを有しており、最も人気のあるスタイルは、ポア・スルー式(pour−through)カラフェまたは冷蔵庫ウォーター・タンクである。そのようなシステムは、未濾過の水を受け入れるための上側リザーバーと、濾過された水を受け入れて貯蔵するための下側リザーバーと、フィルター(通常は、粒状の活性炭素またはプリーツ付きのフィルター・シートのもの)とを含み、フィルター・ハウジング上部における少なくとも1つの入口部、および、フィルター・ハウジング底部における少なくとも1つの出口部を備えており、それは、水が上側リザーバーから下側リザーバーへ流れることを可能にする。WO2015/006561A1(特許文献1)に開示されている特定の実施形態は、上部キャップを含むフィルター・ハウジングを有しており、上部キャップは、フィルター媒体上部エンド・キャップに円周方向に固定されるかまたは取り付けられており、フィルター媒体上部エンド・キャップは、フィルター媒体に取り付けている。フィルター媒体上部エンド・キャップは、一般的に、シーラントまたは摩擦嵌めによってフィルター媒体に固定されている。フィルター媒体は、プリーツ付きのファイバー・シートとして示されている。フィルターは、サイド・ハウジング・シェルまたは外側シュラウドをさらに含むことが可能である。濾過媒体は、円周方向に底部キャップに終端されている。フィルター・ハウジングは、流体が、上部キャップおよびフィルター媒体上部キャップの上の侵入ポートから、フィルター媒体の中空の中心を通って、サイド・アパーチャーに向けて半径方向外向きに流れるように設計されている。
フィルター媒体上部エンド・キャップが円周方向のシーリング・リムを画定しており、円周方向のシーリング・リムは、そのような重力駆動式システムの大半がそうであるように、上側リザーバーの底部壁部の中のアパーチャーの中に画定されたカートリッジ・シート表面と密封してはめ込められるように構成されているということが、WO2015/006561A1(特許文献1)の説明および図面から明らかである。フィルター媒体が抗菌フィルターとして実施することとなる場合には、これは、ユーザーによるカートリッジ・シートの中へのフィルター・ハウジングの適正な挿入に依存する。
本発明の目的は、とりわけ、コンテナからの未処理の液体と混合することによる、処理された液体の汚染を防止する上で比較的に効果的である、冒頭の段落において上記に定義されているタイプの液体処理デバイス、液体処理システム、および方法を提供することである。
この目的は、本発明による液体処理デバイスによる第1の態様にしたがって実現され、それは、液体不透過性の壁部セクションが本体部の分離不可能なパーツであることを特徴とする。
液体処理デバイスは、処理されることとなる液体を保持するためのコンテナを画定するコンテナ・セクションを含む。このコンテナ・セクションは、従来の重力駆動式システムのホッパーまたはファンネルのように、または、吸い込みポンプを設けられたシステムのタンクのように機能する。したがって、コンテナは、重力駆動式液体処理システムのためのコンポーネントであることが可能である。例は、ジャグ・フィルターを含むが、また、重力駆動式ウォーター・フィルターおよびディスペンシング・システムも含み、それは、ディスペンシング・バルブを設けられており、また、ワークトップの上または冷蔵庫の中に設置するように構成されている。
コンテナ・セクションは、本体部を含み、本体部は、少なくともコンテナの底部を形成する少なくとも1つの壁部を含む。本体部を構成する壁部のセットは、少なくともコンテナの底部および側部を一緒に形成する少なくとも1つの液体不透過性の壁部を含む。コンテナの形状に応じて、底部壁部および側壁部を作り上げることが可能であり得る。他の実施形態では、側壁部は、内向きに傾斜し、また、コンテナの底部を画定することが可能である。これらの壁部は、コンテナ内部の境界を定めており、使用時に、処理されることとなる液体がコンテナ内部に保持される。液体は、一般的に、コンテナの底部を形成する壁部を通る少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウを通って出て行くこととなる。これは、アパーチャーであることが可能であり、アパーチャーは、使用時に、開いているか、または、液体透過性のウィンドウを設けられたバリアによって占有され得る。一般的に、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウは、コンテナ内部と液体処理セクションのキャビティーとの間の液体経路を提供することとなる。液体処理セクションがコンテナ内部の内側に位置付けされており、処理されることとなる液体が、キャビティー側壁部を通ってキャビティーの中へ流れ、また、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウを通って液体処理デバイスから外へ流れるようになっているという実施形態も考えられる。これは、処理された液体を移動させるための吸い込みポンプを含む液体処理システムに関して有用な実施形態であることとなる。
述べられているように、キャビティーは、キャビティー側壁部によって取り囲まれているが、必ずしも、それによって境界を定められているわけではなく、キャビティー側壁部は、それを通過する液体を処理するための少なくとも1つの液体透過性のウィンドウを形成している。処理は、一般的に、少なくともいくつかの濾過の形態を含むこととなり、それは、説明されることとなるように、化学的なもの、機械的なもの、(電子)物理的なもの、または、それらの組み合わせであることが可能である。キャビティー側壁部は、キャビティー側壁部の周囲に沿って、キャビティーおよび第1の液体透過性のウィンドウを通る液体経路の周りにおいて、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウの近位のキャビティー側壁部の端部において、液体不透過性の壁部セクションに密封して接合されているので、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウを通過する任意の液体は、少なくとも1つの第2の液体透過性のウィンドウも通過しなければならない。それは、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウの近位の縁部において、キャビティー側壁部をバイパスすることができない。液体不透過性の壁部セクションが本体部の分離不可能なパーツであるので、コンテナ内部とデバイスの外部との間のバイパス経路が開くことを防止するために、液体処理セクションを含むカートリッジの正しい設置の必要性が存在しない。したがって、未処理の液体は、処理された液体と混合することができない。
液体不透過性の壁部セクションは、少なくともコンテナの底部を形成する液体不透過性の壁部をさらに含む本体部の分離不可能なパーツである。これは、壁部セクションおよび1つまたは複数の壁部が、不可逆的な様式でのみ分離可能であり、たとえば、それらを切断もしくは***させることによって、または、それらが作製されている材料もしくはそれらが接合されている材料を溶融させることによって、分離可能であるということを意味している。キャビティー側壁部の中に含まれている液体処理媒体の有用寿命の終わりに、液体処理デバイス全体が交換される。
ある実施形態では、液体不透過性の壁部セクションとコンテナの少なくとも底部を形成する少なくとも1つの壁部との間の移行部の中の任意のシームは、ボンディングによって接合された本体部のパーツ同士の間にある。
これは、別々のシーリング・エレメントの必要性なしに、コンテナの底部壁部とキャビティー側壁部端部との間の比較的に良好なシーリングを提供する。液体不透過性の壁部セクションは、コンテナの底部を形成する1つまたは複数の壁部の一体パーツであるか、または、液体不透過性の壁部セクションは、ボンディングによってそれに直接的にまたは間接的に接合されるかのいずれかである。前者のケースでは、移行部は、シームレスになっている。後者のケースでは、ボンディングは、たとえば、接着剤ボンディングまたは溶接であることが可能である。より一般的には、それは、ポジティブな材料接合(接合されたパーツの材料、および、随意的に、接着剤または充填剤材料が融合されるということを意味している)が形成される接合の任意の形態を含む。
特定の実施形態では、液体不透過性の壁部セクションは、コンテナの底部を形成する壁部のセクションに隣接している。
これは、パーツの数を低減させる。さらなる相互接続パーツは存在していない。液体不透過性の壁部セクションは、とりわけ、コンテナの底部を形成する壁部の一体セクションであることが可能であり、すなわち、それとワンピースで作製され得る。
ある実施形態では、液体処理セクションは、端壁部を含み、端壁部は、液体不透過性の壁部セクションに接合されている端部の反対側のキャビティー側壁部の端部において、キャビティー側壁部の周囲に沿ってキャビティー側壁部に密封して接合されており、少なくとも、端壁部がキャビティー側壁部に接合されている場所の内向きの端壁部のセクションは、液体不透過性になっている。
端壁部は、第1の液体透過性のウィンドウが設けられている端部の反対側の端部においてキャビティーを閉鎖している。液体は、この端壁部を通過することができず、比較的に高い圧力差がキャビティー側壁部を横切って確立されるようになっている。したがって、キャビティー側壁部は、液体を処理する際に比較的に効果的である。
ある実施形態では、少なくとも1つの第1の液体不透過性のウィンドウは、コンテナの内部とキャビティーとの間の流路の少なくとも一部を画定している。
この実施形態では、液体処理セクションは、コンテナ・セクションの内側にあるというよりもむしろ、コンテナ・セクションに軸線方向に隣接している。液体は、コンテナの内部からキャビティーの中へ流れる。そこから、液体は、キャビティー側壁部を通って、半径方向外向きに流れる。半径方向内向きに方向付けられたフローと比較して、キャビティー側壁部は、半径方向の圧縮に耐えるように強化される必要はない。
ある実施形態では、キャビティー側壁部は、少なくとも1つの第2の液体透過性のウィンドウのうちの少なくとも1つとして機能するシート材料、たとえば、プリーツ付きのシート材料の少なくとも1つの層を含む。
したがって、キャビティー側壁部は、キャビティーの周りでそれ自身の上に閉じられた単一のシート、または、このように配置されたシートのサンドイッチを含むことが可能である。後者のケースでは、シートは、異なる特性を有することが可能である。粒状物質、とりわけ、粉末形態の粒状物質は、シートの中に、または、シート同士の間に配置され得る。この物質は、少なくとも1つの液体処理媒体、たとえば、活性炭素などのような吸着剤を含むことが可能である。シートは、多孔性の膜またはテキスタイルのシート、織物または非織物であることが可能である。キャビティー側壁部は、シート材料から作製されるときに比較的に形成しやすい。そのうえ、それは、比較的に薄いことが可能であり、したがって、比較的に低く流れるように抵抗を維持する。プリーツ付きであるときに、それは、比較的に大きい表面積を与える。シート材料の1つまたは複数の層は、いずれかの側部または両方の側部において、自立式フレームによって支持され得るということが留意される。追加的にまたは代替的に、強化リブが、縁部に沿ってそれに結合され得る。
この実施形態の変形例では、シート材料の少なくとも1つの層のうちの少なくとも1つは、テキスタイルのシートである。
テキスタイルは、処理する際に、とりわけ、液体を濾過する際に、依然として効果的でありながら、たとえば、多孔性の膜よりも大きい(ファイバー同士の間の)隙間を有している。
特定の変形例では、シート材料の少なくとも1つの層は、機能化されたテキスタイルのシートである。
これは、ファイバーが吸着剤特性を提供するために化学的にまたは物理的に活性化されているということを意味している。結果として、比較的に小さい粒子、たとえば、微生物が濾過され得る。ファイバーは、電気活性ファイバーまたは電荷修正型(charge−modified)ファイバーであることが可能であり、たとえば、20〜75mVの範囲にある、たとえば、40〜70mVの範囲にある動電ポテンシャルを有する部位を含む。ファイバーは、金属酸化物、たとえば、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、または酸化ジルコニウムから作製され得るかまたはそれによってコーティングされ得る。特定の例は、ベーマイト(γ−AlO(OH))である。
液体処理デバイスの実施形態は、さらなる液体処理部を含み、さらなる液体処理部は、コンテナの内部とキャビティー側壁部との間にフローの方向に配置されている。
さらなる液体処理部は、機械的な処理、物理的な処理、または化学的な処理、とりわけ、特定の成分を液体から除去することを実施するように配置され得る。この実施形態では、キャビティー側壁部は、強化された有用寿命時間を保護されるかまたは少なくとも与えられ得る。また、さらなる液体処理部は、拡散プロセス、たとえば、吸着、とりわけ、イオン交換において、液体を処理するように配置され得る。比較的に長い接触時間が、さらなる液体処理部の中で提供され得る。仮に同じ処理がキャビティー側壁部の中の液体処理媒体によって実施されたとすれば、これは実践的でない。その理由は、流量が極めて低くならなければならないからである。対照的に、さらなる液体処理部は、比較的に大きい深さを有することが可能である。
この実施形態の変形例では、さらなる液体処理部の少なくとも一部は、キャビティーの中に配置されている。
この実施形態は、液体処理デバイスの中の利用可能なスペースを比較的に良好に使用する。
コンテナ内部とキャビティー側壁部との間にフローの方向に配置されているさらなる液体処理部を含む実施形態の変形例では、さらなる液体処理部は、交換可能な液体処理カートリッジの中に含まれている。
したがって、さらなる液体処理部は、キャビティー側壁部の液体処理媒体と比較して比較的に短い有用寿命期間を有する液体処理媒体を含むことが可能である。そして、それは、液体の予備処理を実施することによって、キャビティー側壁部の液体処理媒体の有用寿命期間を強化する。一般に、キャビティー側壁部は、抗菌濾過などのような、重要な液体処理を実施することとなる。さらなる液体処理部が、コンテナ内部とキャビティー側壁部との間にフローの方向に配置されているので、さらなる液体処理部の任意のバイパスが、そのような重要な処理に悪影響を与えることとはならない。
ある実施形態では、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウは、交換可能な液体処理カートリッジのシーリング・リムにはめ込むためのシーリング表面、たとえば、キャビティーの方向に内向きにテーパーの付いたシーリング表面によって、周囲に沿って縁取られたアパーチャーを含む。
したがって、この実施形態は、さらなる液体処理部を含む交換可能な液体処理カートリッジのためのカートリッジ・シートを提供する。そのようなカートリッジは、少なくとも1つの液体入口部および少なくとも1つの液体出口部がその中に設けられている液体不透過性の壁部を備えたハウジングを含むことが可能である。代替的にまたは追加的に、カートリッジは、多孔性の液体透過性の本体部を含むことが可能であり、多孔性の液体透過性の本体部は、たとえば、熱的に結合された粒状物質もしくは繊維状物質、またはそれらの組み合わせから作製されており、それは、液体処理媒体として機能する物質を含むことが可能である。テーパーの付いたシーリング表面は、カートリッジの設置、および、比較的に良好なシールの形成を促進させる。アパーチャーが円形である場合に、シーリング表面は円錐形状になっている。そうでなければ、それは、2次曲面として幾何学的により正確に説明される。
液体処理デバイスの実施形態では、少なくともキャビティー側壁部が、液体不透過性の壁部セクションに接合され、アッセンブリを形成しており、アッセンブリは、本体部の残りの部分に接合されている。
この実施形態は、製造の間のハンドリングを促進させる。その理由は、コンテナ・セクションの中に含まれている本体部のパーツが一般的に比較的に大きくなることとなるからである。それは、成形、たとえば、射出成形によって形成されることがより適している。キャビティー側壁部が、液体不透過性の壁部セクションに、および、随意的に、反対側の軸線方向端部における端壁部に密封して接合されているときに、それは、邪魔にならないこととなる。
液体処理デバイスの実施形態では、コンテナ・セクションの側壁部は、液体処理セクションに対してコンテナ・セクションの反対側にあるコンテナ・セクションの口部において、横方向に突出するリッジ部を設けられている。
これは、コンテナ・セクション、ひいては、液体処理デバイスが、さらなるコンテナ、たとえば、ジャグ、カラフェ、またはディスペンサー・タンクの中に吊り下げられることを可能にする。横方向に突出するリッジ部は、そのようなさらなるコンテナの口部のリムの上に設置され得るか、または、その口部の近くのそのようなコンテナの側壁部の内側のレッジ部の上に設置され得る。
液体処理デバイスの実施形態では、本体部の少なくとも液体不透過性の壁部は、自立式になっている。
この実施形態では、コンテナ・セクションは、とりわけ、つぶれることができない。これは、その出口部の中に密封された液体処理デバイスを備えたブラダーを含む液体処理デバイスから、この実施形態を区別する。実施形態は、比較的に、液体処理システムの中に装着しやすい。
別の態様によれば、本発明による液体処理システムは、処理された液体を収集するためのコンテナと、処理された液体を収集するためのコンテナのベースの上方に吊り下げ可能な、先行する請求項のうちのいずれかによる液体処理デバイスとを含む。
ある実施形態では、液体処理デバイスは、処理された液体を収集するコンテナの中に吊り下げ可能である。
これは、処理された液体を収集するためのコンテナの蓋部がコンテナ内部もカバーすることを可能にする。液体処理デバイスは、それ自身の蓋部を有する必要がない。
したがって、ある実施形態では、液体処理システムは、処理されることとなる液体を保持するためのコンテナの内部をカバーするための別々の蓋部、たとえば、充填用開口部を備えた蓋部を含む。
液体処理システムの実施形態では、少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウは、シーリング表面、たとえば、キャビティーの方向に内向きにテーパーの付いたシーリング表面によって、周囲に沿って縁取られたアパーチャーを含み、システムは、シーリング表面に密封してはめ込むための円周方向のシーリング・リムを設けられた交換可能な液体処理カートリッジをさらに含む。
したがって、液体は、カートリッジを通ってキャビティーの中へ流れ込むことを強制される。カートリッジは、液体の予備処理を実施するのに効果的であり、したがって、キャビティー側壁部の中の処理を完了させる。それによって、機械的な予備濾過だけであっても、キャビティー側壁部の液体処理媒体の有用寿命期間が延長され得る。
この実施形態の変形例では、交換可能な液体処理カートリッジは、ハウジングを含み、液体処理部がハウジングの中に配置されており、ハウジングは、フロー方向にシーリング・リムの反対側のそれぞれの側部において、少なくとも1つの液体透過性の入口ウィンドウおよび少なくとも1つの液体透過性の出口ウィンドウを含む。
したがって、液体は、ハウジングに進入することを強制され、ハウジングは、少なくとも1つのチャンバーを画定しており、液体処理媒体が、少なくとも1つのチャンバーの中に配置され得る。これは、とりわけ、粒状物質のベッドを含むことが可能である。物質は、この実施形態に拘束される必要はなく、1つまたは複数の液体処理媒体の表面積が増加させられるようになっている。したがって、それは、とりわけ、拡散プロセス、たとえば、吸着、より具体的には、イオン交換における液体の処理のための少なくとも1つの液体処理媒体を含むことが可能である。
本発明の別の態様によれば、本発明による液体処理デバイスを製造する方法は、コンテナ・セクションの壁部のうちの少なくとも1つを含む本体部を形成するステップと、液体不透過性の壁部セクションおよびキャビティー側壁部のうちの少なくとも1つを本体部に密封して接合するステップとを含む。
製造の間のパーツのハンドリングが促進される実施形態では、少なくともキャビティー側壁部は、液体不透過性の壁部セクションに接合され、アッセンブリを形成し、アッセンブリは、その後に、本体部の残りの部分に接合される。
アッセンブリは、さらなる端壁部を含むことが可能であり、キャビティー側壁部は、液体不透過性の壁部セクションに接合されている端部の反対側のキャビティー側壁部の端部において、キャビティー側壁部の周囲に沿って、さらなる端壁部に密封して接合されている。
本発明は、添付の図面を参照して、さらに詳細に説明されることとなる。
本管飲料水などのような水性液体の処理のための液体処理システムは、処理された液体を収集するためのコンテナの例としてジャグ1を含む。ジャグ1は、注ぐためのスパウト2およびハンドル3を設けられている。ジャグ1は、ベースの反対側の端部において開いている。ジャグ1は、直立軸線4に対して垂直の断面に関して、細長い断面形状を有しており、直立軸線4は、ジャグ1がそのベースの上に立てられているときに実質的に垂直方向に配向される。
ジャグ1の開口端部は、枢動可能なクロージャー・エレメント6によって閉じられる充填用開口部を含む蓋部5によって閉じられている。枢動可能なスパウト・カバー7は、蓋部5の一部であり、ジャグ1がそのベースの上に立てられているときに、注ぐためのスパウト2を閉じる。
ファンネル8の形態の液体処理デバイスが、ジャグ1の中に吊り下げられている。この目的のために、使用時にファンネル8の上側端部において、外部リッジ部9は、ジャグ1の側壁部の内部表面の上に形成されたレッジ部によって支持されている。レッジ部およびリッジ部9は、ファンネル8の周囲の周りを全体に延在する必要はない。レッジ部は、ファンネル8が完全にジャグ1の中に吊り下げられるようなレベルにある。蓋部5は、ジャグ1によって支持されており、ファンネル8の口部をカバーしている。
ファンネル8の直立軸線を定義することが可能であり、ファンネル8の直立軸線は、この例では、ファンネル8がジャグ1の中に吊り下げられているときに、ジャグ軸線4と整合させられている。軸線方向に見たときに、ファンネル8は、2つの隣接するセクションを含む。1つのセクション10は、処理されることとなる液体を保持するためのコンテナを画定している。別のセクション11は、キャビティーを画定しており、液体はキャビティーを通って流れることを強制され、少なくとも1つの液体処理媒体がキャビティーの中に配置され得る。
コンテナ・セクション10は、コンテナの内部を環境から分離する側壁部を含む。この側壁部は、ファンネル軸線の周りでそれ自身の上に閉じられている。使用時のファンネル8の上側端部における縁部は、ファンネル8の口部を画定している。外部リッジ部9は、この端部に設けられている。側壁部は、キャビティーを画定する液体処理セクション11に向けて内向きに傾斜しており、処理されることとなる液体を保持するためのコンテナを画定するセクション10が、明確に画定された底部壁部を有しないようになっている。異なる実施形態(図示せず)では、明確に画定された縁部において側壁部へ移行するそのような壁部は存在しなくてもよい。
ファンネル8の液体不透過性の壁部は、一般的に、プラスチック、たとえば、スチレン−アクリロニトリル(SAN)、ポリエチレンポリプロピレン、スチレン無水マレイン酸(SMA)、またはポリスチレンから作製されることとなる。後半に述べられた2つの材料、とりわけ、SMAは、添加剤の大量使用なしに、長続きする比較的に光沢のある仕上げを提供する。壁部が接合されている場所で、それらは結合され、ポジティブな材料接合が形成されるようになっている。これは、壁部の材料、および、随意的な接着剤の材料または充填剤材料が、融合されるということを意味している。壁部は、溶接、はんだ付け、または接着剤ボンディングによって接合され得る。壁部は、自立式になっており、外部補強の必要性なしに、実質的に安定した形状を維持している。
ファンネル8の第1の実装形態(図2)は、コンテナ・セクション210および液体処理セクション211を含む。液体不透過性のファンネル側壁部212は、分離壁部セクション213へとシームレスに移行しており、それらが同じ本体部の一体パーツであるようになっており、それは、ワンピースで作製されている。本体部は、たとえば、射出成形によって取得され得る。このように、液体が液体処理セクション211の中を通ることなくコンテナ内部214から外へ流れ出ることは不可能である。
また、本体部は、内側および外側の環状の垂下壁部セクション215、216を含む。これらは、同様に、コンテナ・セクション210の少なくとも底部を形成する壁部とワンピースで作製されている。
液体処理セクション211は、キャビティー217を含み、キャビティー217は、この実施形態では、空になっている。
液体透過性のキャビティー側壁部218は、直立ファンネル軸線219の周りでそれ自身の上に閉じられている。キャビティー側壁部218は、本質的に円形の断面(断面平面はファンネル軸線219に対して垂直になっている)を備えたキャビティー217を提供するように形状決めされている。断面は、代替的な実施形態では、細長くなっていてもよい。
液体透過性のキャビティー側壁部218は、シート材料の少なくとも1つの層を含む。シート材料の少なくとも1つのそのような層は、微生物を濾過するように配置されている、膜または織物のもしくは非織物のテキスタイルの形態であることが可能である。テキスタイル・ファイバーは、それらに化学的なまたは電子物理的な特性を提供するように機能化され得、その化学的なまたは電子物理的な特性は、これらのファイバーから作製されたシート材料が微生物を濾過して除去することを可能にする。たとえば、テキスタイル材料は、銀もしくは銀塩または化合物を含むことが可能である。それは、電気活性ファイバーまたは電荷修正型ファイバーを含むことが可能である。そのようなファイバーは、電子吸着を通して微生物を保つのに効果的である。そのようなファイバーを含む材料は、たとえば、20〜75mV、たとえば、40〜70mVの範囲にある動電ポテンシャルを有する部位を含むことが可能である。テキスタイル材料のファイバーは、金属酸化物、たとえば、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、または酸化ジルコニウムを含むコーティングから作製されるかまたはそれを提供されたファイバーを含むことが可能である。特定の例は、ベーマイト(γ−AlO(OH))である。ファイバーは、2〜1000nmの範囲の、たとえば、2〜100nmの範囲の直径を有することが可能である。それらは、たとえば、1から5の間の直径に対する長さの比率を有することが可能である。
キャビティー側壁部218のシート材料の1つまたは複数の層の他のファイバーは、セルロース・ファイバー、ガラス・ファイバー、ビスコース・ファイバー、ポリエステル・ファイバー、ポリエチレン・ファイバー、ポリプロピレン・ファイバー、コットン・ファイバー、または、それらの混合物であることが可能であり、随意的に、結合剤を備えている。
キャビティー側壁部218は、活性炭素ファイバーを含むシート材料の層を含むことが可能である。そのようなシート材料は、有機ファイバーを炭素化するために(活性化ステップがそれに続く)、有機ファイバーから作製された非織物のテキスタイル材料の熱処理によって取得可能である。代替的に、シート材料の層は、粉末状の活性炭素を含むことが可能であり、粉末状の活性炭素は、たとえば、2〜10μmの範囲にある平均粒子サイズ(d50)を有する粉末状の活性炭素に拘束される必要はない。
適切なシート材料の特定の例が、たとえば、WO03/000407A1(特許文献2)に提供されている。半透過性の膜と比較して、機能化された織物のまたは非織物のテキスタイル・シート材料を備えた変形例は、依然として微生物を濾過して除去することができる状態で、流れることに対してより低い抵抗を有している。
示されてはいないが、液体透過性のサポートチューブが、シート材料の半径方向内向きに配置され得る。シート材料は、代替的に、自立式フレームの上に配置され得る。1つの実施形態では、シート材料の半径方向外向きに配置されているスクリーン(図示せず)が、それを保護することが可能である。
シート材料が半透過性の膜を含む場合に、それは、たとえば、セルロースアセテート、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、またはポリカーボネートから作製され得る。膜は、0.05μmから5μmの間の平均細孔サイズ、たとえば、たとえば、2μmを下回る平均細孔サイズを有する多孔性のボイドを有することが可能である。
液体不透過性の軸線方向の端壁部220は、別々のコンポーネントであり、コンテナ・セクション210に向けて方向付けられた内側および外側の環状のリッジ部221、222を有するように形状決めされている。
上側ボンド223は、1つの軸線方向端部において、キャビティー側壁部218をコンテナ・セクション210に密封して接合している。下側ボンド224は、キャビティー側壁部218を軸線方向の端壁部220に密封して接合している。このように、液体がキャビティー側壁部218を通る途中で処理されることなく液体処理セクション211を離れることは不可能である。ボンド223、224は、たとえば、ポリウレタンなどのような埋め込み用樹脂によって、または、ホットメルト接着剤によって作製され得る。
キャビティー217から見たときに、分離壁部セクション213は、凹形になっている。それは、実質的にドーム形状になっている。通気アパーチャー225が、ドームの頂部に設けられている。スリット226a、bが、液体透過性の入口ウィンドウを形成しており、液体がコンテナ内部214からキャビティー217へ通ることを可能にする。これらのスリット226a、bは、実質的にドームのベースへ延在している。
また、ファンネル8の第2の実装形態(図3)は、コンテナ・セクション310および液体処理セクション311を含む。この変形例では、液体処理セクション311は、最初に、コンテナ・セクション310から分離して製造されており、その後に、2つのセクションが組み立てられ、分離不可能になるようになっている。
液体処理セクション311は、液体透過性のキャビティー側壁部318および液体不透過性の軸線方向の端壁部320のアッセンブリを含む。後者は、コンテナ・セクション310に向けて方向付けされた内側および外側の環状のリッジ部321、322を有するように形状決めされている。キャビティー側壁部318は、上記に説明されているファンネル8の第1の実装形態のキャビティー側壁部218と同じタイプのものである。それは、同様に、ボンド324によって軸線方向の端壁部320に接合されている。キャビティー側壁部318および軸線方向の端壁部320は、ビーカー形状のコンポーネントを形成している。
キャビティー側壁部318は、ボンド323によって、その反対側の軸線方向端部において、キャップ形状のコンポーネント327に密封して接合されている。この目的のために、キャップ形状のコンポーネントは、一体の内側および外側の環状の垂下壁部セクション315、316を含む。したがって、キャップ形状のコンポーネント327は、キャビティー317を閉鎖しており、キャビティー317は、この実施形態では、空になっている。
キャビティー側壁部318は、直立ファンネル軸線319の周りでそれ自身の上に閉じられている。キャビティー側壁部318は、本質的に円形の断面(断面平面はファンネル軸線319に対して垂直になっている)を備えたキャビティー317を提供するように形状決めされている。断面は、代替的な実施形態では、細長くなっていてもよい。
キャップ形状のコンポーネント327は、自立式になっており、液体不透過性の材料から作製されている。キャビティー317から見たときに、キャップ形状のコンポーネント327は、凹形になっている。それは、実質的にドーム形状になっている。通気アパーチャー325が、ドームの頂部に設けられている。スリット326a、bは、液体透過性の入口ウィンドウを形成しており、液体がコンテナ内部314からキャビティー317へ通ることを可能にする。これらのスリット326a、bは、実質的にドームのベースへ延在している。
キャップ形状のコンポーネント327は、フランジとともに形成されており、液体処理セクション311は、フランジによってコンテナ・セクション310に接合されている。具体的には、ボンド328(接着剤または溶接されたジョイント)が、フランジとリム329との間に提供されており、リム329は、コンテナ・セクション310の底部を形成するファンネル側壁部312のセクションの中のアパーチャーを取り囲んでいる。したがって、キャビティー側壁部318からファンネル側壁部312への移行部にあるシームは、ボンディングによって接合されたファンネル8の本体部のパーツ同士の間にある。これらの密封した接続は、コンテナ内部314の中の未処理の液体がキャビティー側壁部318をバイパスすることを防止する。
ファンネル8の第3の実装形態(図4)では、液体処理システムは、液体処理カートリッジ430をさらに含む。液体処理カートリッジ430は、水性液体を処理するための1つまたは複数の液体処理媒体を保持するように配置されたチャンバー(図示せず)を画定する液体不透過性のハウジングを有している。液体処理媒体は、拡散プロセスにおける液体の処理のための液体処理媒体を含むことが可能であり、たとえば、成分を液体から除去するかまたは液体に追加する媒体を含むことが可能である。とりわけ、媒体は、収着による液体の処理のための液体処理媒体を含むことが可能であり、それは、現在の目的のために、イオン交換、吸着、および吸収を含む。媒体は、活性炭素を含むことが可能である。それらは、イオン交換樹脂、たとえば、カチオン交換樹脂を含むことが可能である。カチオン交換樹脂は、水素形態のカチオン交換樹脂を含むことが可能である。特定の実施形態では、イオン交換樹脂の大部分は、水素形態になっている。利用可能な体積のより効果的な使用のために、カチオン交換樹脂は、弱酸性のカチオン交換樹脂であることが可能である。液体処理媒体は、一般的に、少なくとも部分的に粒状の形態であることとなる。
液体処理カートリッジ430のハウジングは、ビーカー形状のコンポーネント431およびキャップ432を含む。それは、液体透過性の入口ウィンドウ433(キャップ432の中に設けられている)と、液体透過性の出口ウィンドウ(図示せず)(ビーカー形状のカートリッジ・ハウジング・コンポーネント431のベースの中に設けられている)とを含む。フロー方向に液体透過性の入口ウィンドウ433を出口ウィンドウから分離しているのは、円周方向のシーリング・リム434である。シーリング・リム434は、キャップ432がビーカー形状のハウジング・コンポーネント431に接合されている場所に設けられている。それは、これらのコンポーネント431、432のいずれかのフランジの一部であることが可能である。
図示されているように、ビーカー形状のカートリッジ・ハウジング・コンポーネント431は、概して円形の断面を有しており、それは、形状が概して円錐形状になっている。代替的な実施形態では、それは、細長い断面を有することが可能である。カートリッジ430は、とりわけ、2016年1月22日の国際特許出願第PCT/EP2016/051364号(特許文献3)または国際特許出願第PCT/EP2016/051361号(特許文献4)により完全に開示されているタイプのカートリッジであることが可能である。
液体処理セクション411は、コンテナ・セクション410に密封して接合されるパーツのアッセンブリを含む。アッセンブリは、軸線方向の端壁部420、キャビティー側壁部418、および接続壁部セクション435を含む。それらは、キャビティー417を取り囲んでいる。
軸線方向の端壁部420は、コンテナ・セクション310に向けて方向付けされた内側および外側の環状のリッジ部421、422を有するように形状決めされている。キャビティー側壁部418は、上記に説明されている第1および第2の実装形態のキャビティー側壁部218、318と同じタイプのものである。それは、同様に、ボンド424によって軸線方向の端壁部420に接合されている。キャビティー側壁部418および軸線方向の端壁部420は、ビーカー形状のコンポーネントを形成している。
キャビティー側壁部418は、ボンド423によって、その反対側の軸線方向端部において、接続壁部セクション435に密封して接合されている。この目的のために、接続壁部セクション435は、一体の内側および外側の環状の垂下壁部セクション415、416を含む。
その第3の実装形態の中にファンネル8を製造するために、軸線方向の端壁部420、キャビティー側壁部418、および接続壁部セクション435のアッセンブリが、コンテナ・セクション410から別々に製造される。このアッセンブリは、その後に、ボンド428(接着剤または溶接されたジョイント)によってコンテナ・セクション410に接合され、ボンド428は、接続壁部セクション435のフランジ436とリム429との間に提供されており、リム429は、コンテナ・セクション410の底部を形成するファンネル側壁部412のセクションの中のアパーチャーを取り囲んでいる。
接続壁部セクション435は、コンテナ内部414とキャビティー417との間の通路を提供する、それを通って延在する比較的に大きいアパーチャーを有している。それは、シーリング表面437によって縁取られており、シーリング表面437は、液体処理カートリッジ430がキャビティー417の中へ少なくとも部分的に挿入されるときに、液体処理カートリッジ430のシーリング・リム434にはめ込むように配置されている。したがって、接続壁部セクション435は、カートリッジ・シートを追加的に画定している。
キャビティー側壁部418とファンネル側壁部412との間の移行部にある任意のシームは、ボンディングによって接合されたパーツ同士の間にあるので、コンテナ内部414の中の未処理の液体は、キャビティー417をバイパスすることができない。したがって、それは、また、キャビティー側壁部418を通過することを強制される。液体処理カートリッジ430の中の液体処理媒体は、単に液体を予備処理するに過ぎず、液体処理カートリッジ430とコンテナ・セクション410から分離不可能な液体処理セクション411との間の任意のミスアライメントが、依然として、潜在的に汚染された液体が最後にジャグ1に入ることを結果として生じさせないこととなるようになっている。
本発明は、上記に説明されている実施形態に限定されず、それは、添付の特許請求の範囲内で変化させられ得る。
液体処理セクション211、311、411の外部側壁部であるとして示されているが、さらなる壁部は、それぞれの実施形態において、キャビティー側壁部218、318、418を取り囲むことが可能である。そのような外部側壁部は、たとえば、軸線方向の端壁部220、320、420をさらに含むビーカー形状のコンポーネントの一体的な延長部であることが可能である。液体が退出することを可能にする出口ウィンドウは、たとえば、外側の環状のリッジ部222、322、422とそのような外部側壁部との間の軸線方向の端壁部のいずれかの半径方向に外側セクションの中に設けられ得る。しかし、内側の環状のリッジ部221、321、421の半径方向内向きの軸線方向の端壁部のセクションは、液体不透過性になっており、キャビティー217、317、417が、コンテナ・セクション210、310、410の遠位の端部において閉じられるようになっている。
使用時にキャビティー217、317が交換可能な液体処理カートリッジ430によって占有されていない実施形態では、それは、液体処理カートリッジ430に関連して上記に言及されたタイプの1つまたは複数の液体処理媒体を含有することが可能である。そのような液体処理媒体は、とりわけ、粒状物質のベッドの形態で存在することが可能である。
1 ジャグ
2 注ぐためのスパウト
3 ハンドル
4 ジャグ軸線
5 蓋部
6 クロージャー・エレメント
7 スパウト・カバー
8 ファンネル
9 リッジ部
10、210、310 コンテナ・セクション
11、211、311 液体処理セクション
212、312、412 ファンネル側壁部
213 分離壁部セクション
214、314、414 コンテナ内部
215、315、415 内側の環状の垂下壁部セクション
216、316、416 外側環状の垂下壁部セクション
217、317、417 キャビティー
218、318、418 キャビティー側壁部
219、319、419 ファンネル軸線
220、320、420 軸線方向の端壁部
221、321、421 内側の環状のリッジ部
222、322、422 外側環状のリッジ部
223、323、423 上側ボンド
224、324、424 下側ボンド
225、325 通気アパーチャー
226a、b、326a、b スリット
327 キャップ形状のコンポーネント
328 キャップ・フランジ・ボンド
329 ファンネル側壁部リム
430 液体処理カートリッジ
431 ビーカー形状のカートリッジ・ハウジング・コンポーネント
432 カートリッジ・ハウジング・キャップ
433 カートリッジ入口ウィンドウ
434 シーリング・リム
435 接続壁部セクション
436 接続壁部セクション・フランジ
437 シーリング表面
2 注ぐためのスパウト
3 ハンドル
4 ジャグ軸線
5 蓋部
6 クロージャー・エレメント
7 スパウト・カバー
8 ファンネル
9 リッジ部
10、210、310 コンテナ・セクション
11、211、311 液体処理セクション
212、312、412 ファンネル側壁部
213 分離壁部セクション
214、314、414 コンテナ内部
215、315、415 内側の環状の垂下壁部セクション
216、316、416 外側環状の垂下壁部セクション
217、317、417 キャビティー
218、318、418 キャビティー側壁部
219、319、419 ファンネル軸線
220、320、420 軸線方向の端壁部
221、321、421 内側の環状のリッジ部
222、322、422 外側環状のリッジ部
223、323、423 上側ボンド
224、324、424 下側ボンド
225、325 通気アパーチャー
226a、b、326a、b スリット
327 キャップ形状のコンポーネント
328 キャップ・フランジ・ボンド
329 ファンネル側壁部リム
430 液体処理カートリッジ
431 ビーカー形状のカートリッジ・ハウジング・コンポーネント
432 カートリッジ・ハウジング・キャップ
433 カートリッジ入口ウィンドウ
434 シーリング・リム
435 接続壁部セクション
436 接続壁部セクション・フランジ
437 シーリング表面
Claims (15)
- 液体処理デバイスであって、前記液体処理デバイスは、
処理されることとなる液体を保持するためのコンテナを画定するコンテナ・セクション(10;210;310;410)
を含み、
前記コンテナ・セクション(210;310;410)は、本体部の少なくとも一部を含み、前記本体部は、少なくとも前記コンテナの底部を形成する少なくとも1つの壁部(212;312;412)を含み、
前記コンテナの前記底部を形成する前記壁部(212;312;412)を通る少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウ(226a、b;326a、b)が設けられており、
また、前記液体処理デバイスは、液体処理セクション(11;211;311;411)を含み、
前記液体処理セクション(11;211;311;411)は、キャビティー(217;317;417)を含み、前記キャビティー(217;317;417)は、キャビティー側壁部(218;318;418)によって取り囲まれており、前記キャビティー側壁部(218;318;418)は、それを通過する液体を処理するための少なくとも1つの第2の液体透過性のウィンドウを形成しており、
前記キャビティー側壁部(218;318;418)は、前記キャビティー側壁部(218;318;418)の周囲に沿って、前記キャビティー(217;317;417)および前記第1の液体透過性のウィンドウ(226a、b;326a、b)を通る液体経路の周りにおいて、前記少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウ(226a、b;326a、b)の近位の前記キャビティー側壁部(218;318;418)の端部において、液体不透過性の壁部セクション(212;327;435)に密封して接合されている、液体処理デバイスにおいて、
前記液体不透過性の壁部セクション(212;327;435)は、前記本体部の分離不可能なパーツであることを特徴とする、液体処理デバイス。 - 前記液体不透過性の壁部セクション(327;435)と前記コンテナの少なくとも前記底部を形成する前記少なくとも1つの壁部(212;312;412)との間の移行部の中の任意のシームは、ボンディングによって接合された前記本体部のパーツ同士の間にある、請求項1に記載の液体処理デバイス。
- 前記液体不透過性の壁部セクション(212;327;435)は、前記コンテナの前記底部を形成する壁部(212;312;412)のセクションに隣接している、請求項1または2に記載の液体処理デバイス。
- 前記液体処理セクション(11;211;311;411)は、端壁部(220;320;420)を含み、前記端壁部(220;320;420)は、前記液体不透過性の壁部セクション(212;327;435)に接合されている端部の反対側の前記キャビティー側壁部(218;318;418)の端部において、前記キャビティー側壁部(218;318;418)の前記周囲に沿って前記キャビティー側壁部(218;318;418)に密封して接合されており、
少なくとも、前記端壁部(220;320;420)が前記キャビティー側壁部(218;318;418)に接合されている場所の内向きの前記端壁部(220;320;420)のセクションは、液体不透過性になっている、請求項1〜3のいずれか一つに記載の液体処理デバイス。 - 前記少なくとも1つの第1の液体不透過性のウィンドウ(226a、b;326a、b)は、前記コンテナの内部と前記キャビティー(217;317;417)との間の流路の少なくとも一部を画定している、請求項1〜4のいずれか一つに記載の液体処理デバイス。
- 前記キャビティー側壁部(218;318;418)は、前記少なくとも1つの第2の液体透過性のウィンドウのうちの少なくとも1つとして機能するシート材料、たとえば、プリーツ付きのシート材料の少なくとも1つの層を含む、請求項1〜5のいずれか一つに記載の液体処理デバイス。
- 前記少なくとも1つのシート材料の層の少なくとも1つは、テキスタイルのシートである、請求項6に記載の液体処理デバイス。
- シート材料の少なくとも1つの層は、機能化されたテキスタイルのシートである、請求項7に記載の液体処理デバイス。
- 前記液体処理デバイスは、さらなる液体処理部を含み、前記さらなる液体処理部は、前記コンテナの内部(414)と前記キャビティー側壁部(418)との間にフローの方向に配置されている、請求項1〜8のいずれか一つに記載の液体処理デバイス。
- 前記さらなる液体処理部は、交換可能な液体処理カートリッジ(430)の中に含まれている、請求項9に記載の液体処理デバイス。
- 前記少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウは、交換可能な液体処理カートリッジ(430)のシーリング・リム(434)にはめ込むためのシーリング表面(437)、たとえば、前記キャビティー(217;317;417)の方向に内向きにテーパーの付いたシーリング表面(437)によって周囲に沿って縁取られたアパーチャーを含む、請求項1〜10のいずれか一つに記載の液体処理デバイス。
- 処理された液体を収集するためのコンテナ(1)と、処理された液体を収集するための前記コンテナ(1)のベースの上方に吊り下げ可能な、請求項1〜11のいずれか一つに記載の液体処理デバイス(8)とを含む、液体処理システム。
- 前記少なくとも1つの第1の液体透過性のウィンドウは、シーリング表面(437)、たとえば、前記キャビティー(217;317;417)の方向に内向きにテーパーの付いたシーリング表面(437)によって周囲に沿って縁取られたアパーチャーを含み、
前記液体処理システムは、前記シーリング表面(437)に密封してはめ込むための円周方向のシーリング・リム(434)を設けられた交換可能な液体処理カートリッジ(430)をさらに含む、請求項12に記載の液体処理システム。 - 請求項1〜11のいずれか一つに記載の液体処理デバイスを製造する方法であって、前記コンテナ・セクション(210;310;410)の前記壁部(212;312;412)のうちの少なくとも1つを含む本体部を形成するステップと、前記液体不透過性の壁部セクション(212;327;435)および前記キャビティー側壁部(218;318;418)のうちの少なくとも1つを前記本体部に密封して接合するステップとを含む、方法。
- 少なくとも前記キャビティー側壁部(318;418)は、前記液体不透過性の壁部セクション(327;435)に接合され、アッセンブリを形成し、
前記アッセンブリは、その後に、前記本体部の残りの部分に接合される、請求項14に記載の方法。
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