JP5620477B2 - 浄水ピッチャー - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本願は、2009年6月1日出願のイスラエル特許出願第199047号の利益を主張するものであり、参照によりその全てが本書に組み込まれている。
本発明は概して浄水ピッチャーに関し、具体的にはピッチャーの表面を殺菌することに関するものである。
飲料水を清浄にする必要性は普遍的である。世界的には、劣悪な飲料水が直接的または間接的な病気の原因として毎年、最大2千5百万人の命を奪っていると推定されている。
先進国では、給水システムは一般にビルトイン水処理施設を具えており、ウイルスや細菌を死滅させるために、水は有害な不純物から浄化されて塩素消毒される。大型システムでは、水は広範囲にわたり処理施設から相当離れて配水され、比較的長い送水管が必要とされ、過料の塩素を水に加えることでこの消毒プロセスは度々議論されている。このような塩素処理は、給水システムを介して伝染性の病気の蔓延が発生するのを著しく低下させる。しかしながら、塩素があることで水に不快臭を与え、一部の有機塩素化合物はそれ自体が健康に有害である。従って、集中管理された水道水の浄化でさえ、衛生面および消費者経験の両方の観点から品質を保証していない。さらに、このような大型の給水システムでさえ、水は通常、鉄、重金属およびそれらの酸化物、さび、農薬、石灰等といった様々な有害成分による汚染に曝されている。
国内の状況で更に水を浄化する最も単純かつ普及している方法の1つが、「フィルタピッチャー」内で濾過することである。このようなフィルタピッチャーは一般に、脱塩素処理、水中の粒子除去、イオン交換樹脂によるスケール処理によって、水の臭いおよび/または味を改善する「審美的処理」をしている。最も普及しているフィルタピッチャーは、Brita,Culligan,KenwoodおよびGeneral Electric(GE)によって製造されたものである。これらのデバイスの構造は非常に単純になりやすく、通常は仕切りによって上部および下部に分かれた容器を構成する。カートリッジ型フィルタは仕切りに配置される。容器の上部には水が充填され、この水は下部へとフィルタを通過する。
今日のフィルタは一般に多層である。すなわち、活性炭素粉末およびイオン交換樹脂の層などを含有する多層の吸着剤層で濾過効率を高めている。フィルタ孔は、1時間に約3−5リットルの水の十分な産出量を確保する程度に大きい。このようなフィルタは、塩素臭、水の混濁および黄色み、金属のような風味および/または油性の表面膜といった不快な現象を緩和する。優れたフィルタはさらに、水の硬度を許容レベルまで低下させる。正常に動作している間、汚染物質はフィルタに蓄積しやすい。従って、フィルタはおよそ1ヵ月に一度交換しなければならない。製造者も通常は、フィルタを交換する際、すなわち1ヵ月に1度はピッチャーの内壁を清掃することを推奨している。
水ピッチャー内の水を浄化する他の方法も当該技術分野では知られている。例えば、水を殺菌するためにUV光源をピッチャー内側に用いてもよい。PCT出願公開公報WO2007078294はこのような方法を開示している。米国特許第5900143号、第6110431号、第6200473号、第6673248号、および第7135106号に開示されているように、オゾン処理を利用することもできる。
本発明の好適な実施形態に従って、少なくとも1のフィルタに隔てられた少なくとも2のチャンバを有する水ピッチャーと、2のチャンバの少なくとも内面を殺菌すべくオゾンを生成するオゾン発生器とを有する浄水ピッチャーが提供されている。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、オゾン発生器は、水ピッチャーが上に適合する基部ユニット内に収容される。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、水ピッチャーは、水ピッチャーに入るときに生成されたオゾンが通過するディフューザを具える。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、オゾン発生器用の電力は、電源への接続および電池の少なくとも一方によって提供される。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、水ピッチャーはカバーに装着されたオゾン放出フィルタを具え、水ピッチャーから放出する前にオゾン発生器からのオゾンを処理する。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、浄水ピッチャーはさらに、水ピッチャーのハンドル内部の高い地点まで通されたオゾン供給管を具え、水ピッチャーからの水がオゾン供給管を介して基部ユニットに浸透するのを防ぐ。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、オゾン供給管は一方向バルブを具え、水ピッチャーからの水がオゾン供給管を介して基部ユニットに浸透するのを防ぐ。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、水ピッチャーは耐オゾン材料から作られる。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、耐オゾン材料は、テフロン(登録商標)、ステンレス鋼、クオーツおよびプラスチックの少なくとも1つである。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、ディフューザは円環形状であり、ピッチャーの内面に沿って配置される。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、浄水ピッチャーはさらにセンサを具え、水ピッチャーが基部に設置されていないときに指示する。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、センサは、リミットスイッチ、および基部の上面に配置されたプレートとピッチャーの底部にある他のプレートを有するキャパシタの少なくとも一方である。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、浄水ピッチャーはさらに、オゾン発生器による処理を少なくとも制御するコントローラを具える。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、コントローラは、オゾン発生器の定期的な動作を調整するタイマー機能を具える。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、タイマー機能は、水ピッチャー内に水があるかに拘わらず動作するよう構成されている。
さらに、本発明の好適な実施形態に従って、浄水ピッチャーはさらに、オゾン発生器から水ピッチャー全体にオゾンを送り込む空気ポンプを具える。
本発明に関する主題は、明細書の結論部分に特に指摘され、明確に主張されている。しかしながら、本発明の構成および動作方法の双方についてはその目的、特徴、および利点と共に、添付の図面と併せて読むと以下の詳述を参照することで最もよく理解されるであろう。
図1は、本発明の好適な実施形態に応じて構成され、機能する新しい浄水ピッチャーの概略図である。 図2は、図1の浄水ピッチャー断面の概略図である。 図3は、図2の下部を拡大した概略図である。 図4は、図1の浄水ピッチャーの基部の構成要素の概略図である。
図を単純且つ明確にするため、図に示す要素は必ずしも縮尺に従って描かれていないことを理解されたい。例えば、幾つかの要素の寸法は、明確にするために他の要素に対して誇張されていることがある。さらに、適切であると考えられた場合、参照番号は対応または類似する要素を示すべく図中に繰り返されることがある。
以下の詳述では、本発明を十分に理解できるようにするため、多くの具体的な詳細が説明されている。しかしながら、当該技術分野における当業者は、これらの特定の詳細がなくとも本発明を実施できると理解するであろう。他の例では、本発明を不明瞭にしないため、既知の方法、手順、および構成要素は詳しく記載されていない。
水ピッチャー内の水が恐らくは既に浄化および濾過されているとしても、ピッチャーの壁は細菌コロニーの成長およびウイルスの繁殖にとって理想的な環境となりうると理解されたい。ピッチャーの壁は一般に透明または半透明であり、そのためピッチャー内部にはこのような成長および/または繁殖に十分な光や湿気があることがある。水ピッチャーはさらに、多くの場合室温で長期間放置される。このような状況下では、カートリッジの交換または洗浄の際に少量の細菌がピッチャー内に入った場合、ピッチャーの壁で急速に繁殖し始めることがあり、特に、水中に混入した一定量の有機物質が存在する上部領域では防ぐことはできない。ピッチャーの内面、拡大解釈するとフィルタ自体の内側の細菌成長は水の品質に影響を与え、飲めなくしてしまうことさえありうると理解されたい。
出願人は、水ピッチャーの内面を殺菌するための概ね信頼できる方法として、オゾン処理が利用できると認識している。オゾンは、オゾンに曝された病原粒子を酸化させることでこれらの表面を殺菌することができる。ピッチャー内に水があるかに関係なく、ピッチャーの壁に細菌コロニーが発生するのを防ぐためには、一時間につき数分間のオゾン暴露が十分となりうる。本書に開示したような先行技術は、フィルタピッチャーでの実現には適さない、大きくて高価な装置を構成しうると理解されたい。
ここで参照される図1は、本発明の好適な実施形態に応じて構成され動作する、オゾン処理を有する新しい浄水ピッチャー10の全体図を示している。フィルタピッチャー10は基部32に取り付けられたピッチャー12を具え、その基部32へと電気ケーブル34によって家庭用電源から電流が供給される。ピッチャー12は、このような目的で開発または仕入れされたテフロン(登録商標)、クオーツ、ステンレス鋼および特殊プラスチック等の耐オゾン性材料で構成することができる。ピッチャー12は、カバー14と、底部16と、中空ハンドル24と、注ぎ口18の上側エッジに堅く嵌る蓋22を有する注ぎ口18とを有しうる。オゾン放出フィルタ26はカバー14内に挿入することができる。フィルタ26は、例えば炭素フィルタであってもよい。
ここで参照される図2に示すように、ピッチャー12の内側は2のチャンバに分割することができる。すなわち、上側チャンバ44には濾過されていない水道水が充填され、下側チャンバ46には濾過されたすぐに使用できる水を収容できる。上側チャンバ44からの水は、標準的なのフィルタ42を通って下側チャンバ46へと通過しうる。ピッチャー12の底部16は、2の対応プレート、すなわち上側プレート52および下側プレート54を具え、これらは空洞部53によって分離されている。空洞部53は、ハンドル24の空洞部に適合しうる。例示的な空洞部53の例は、円環形状であってもよい。
ここで図3を参照すると、図2の範囲Bによって規定されるような、底部16の中央の拡大図を示している。溝部55は、下側プレート54から、下側チャンバ46(図2)内に延在しうる突出部57を通って延びている。突出部57はその中に貫通穴58を具え、ミリポアのディフューザ60によって覆うことができる。突出部64は、突出部57の下側で基部カバー62から空洞部53へと延在しうる。突出部64の上且つ溝部55の下に隙間63が一般に配置され、シール94によって密閉することができる。穴76は、隙間63から下側の管56へのアクセスを与えることができる。穴74は、上側の管56から穴58まで同様のアクセスを与えることができる。
管56は、中空ハンドル24(図1および2)全体に延びている1本の管の2の延長部であってもよい。ハンドル24(図示せず)内側の管は下側の管56から空洞部53を通ってハンドル24の最下点へと延在し、ハンドル24内の最上点に至り、再び下がって上側の管56を通って延在しうる。一方向バルブ96が下側の管56に配置され、水が隙間63から入り、最終的に基部32まで浸透するのを防ぐことができる。突出部64は、管72に取り付けられた貫通穴66を具えうる。
ここで参照される図4は、基部32の構成要素を示している。基部32は電気器具80を具えうる。器具80はコントローラ82を具え、空気ポンプ84、オゾン発生器86および指示ユニット88の動作を制御できる。コントローラはタイマー(図示せず)を具えうる。センサ92は基部32の上側プレート内に設けられ、コントローラ82に接続されうる。センサ92は、例えば、リミットスイッチ、または基部32の上面に一方のプレートと、ピッチャー12の下面に他方のプレートを有するキャパシタの形態で実装されてもよい。任意の適切なセンサを本発明に具備することができると理解されたい。
本発明の好適な実施形態に従って、センサ92は、基部32上にピッチャー12があることを検出し、その状態をコントローラ82に送るよう構成することができる。コントローラ82により起動されると、空気ポンプ84は管85を介してオゾン発生器86の作業チャンバに空気を供給することができる。オゾン発生器86はこの空気を利用して、空気とオゾンの混合物を生成することができる。この混合物は、管72を介し突出部64の穴66を通ってオゾン発生器86から出ることができる。
オゾン発生器により生成された空気とオゾンの混合物は、この方法では、空洞部44および46を含むピッチャー12の様々な構成要素全体に放出されうると理解されたい。この混合物は管72を通して放出することができ、穴66、隙間63、穴76、管56、穴74、穴58およびディフューザ60を介してピッチャー12全体に広まる。
本発明の好適な実施形態に従って、浄水ピッチャー10の動作は以下のように続けることができる。すなわち、ピッチャー12が基部32上にあることをセンサ92が検出したとき、センサ92は起動信号をコントローラ82に送信できる。コントローラ82は、予め規定された量の時間について空気ポンプ84およびオゾン発生器86の動作を起動させることができる。コントローラ82はさらに、指示ユニット88のライトを作動させて、オゾン処理が実行中であることを示すことができる。本発明の実施例によると、指示ユニット88は赤のLEDライトを具えうる。任意の適切なライトまたは信号を本発明に具備することができると理解されたい。
ポンプ84は管85を介して空気をオゾン発生器86に供給できる。空気がオゾン発生器86を通して送り込まれると、この分野で既知の適切な方法および/またはデバイスによってオゾンを生成することができ、発生した空気とオゾンの混合物は管72を通って突出部64と溝部55の間の隙間63へと進むことができる。これはさらに、最も抵抗が少ない経路に沿って穴76を通り、管56内へと広がり続けることができる。シール94はオゾンが周囲に侵入するのを防ぐことができると理解されたい。
空気/オゾン混合物は管56から導管74を通って導管58へと通過し、次いでディフューザ60を通過することができ、ピッチャー12の下側の空洞部46全体に入って拡がる。空気/オゾン混合物が下側の空洞部46に拡がると、オゾンは上側チャンバ44と下側チャンバ46の間の仕切りの下面、更にはフィルタ42の外面を含む空洞部の表面を殺菌することができる。
空気/オゾンの主流は、フィルタ42の孔を通ってピッチャー12の上側チャンバ44内へと通過できる。このプロセスでは、上側チャンバ44の内面、さらにフィルタ42のカバーをオゾンで殺菌することができる。少量の空気/オゾンが注ぎ口18の領域にも拡がり、その内面を殺菌できると理解されたい。蓋22を閉じることができるため、空気/オゾンが注ぎ口18を通ってピッチャー12を出ないようにできると理解されたい。
ピッチャーカバー14はオゾン放出フィルタ26を具えうる。ポンプにより生成された過剰圧力の作用を受けると、空気/オゾンがピッチャー12の外へと排出される前に最終的にフィルタ26を通過することがある。フィルタ26は空気/オゾン混合物に作用することができ、これによりオゾンを分解し、酸素を多く含む空気が外部環境に放出されうる。オゾンは比較的不安定であるため、比較的素早く劣化することが想定されうると理解されたい。
タイマーが十分な時間が通過したことを表示するまで、ポンプ84は送り出し続けることができる。次いで、コントローラ82は空気ポンプ84およびオゾン発生器86を停止させることができる。指示ユニット88は、オゾン処理工程が終了したことを示すよう指示することができる。本発明の実施例によると、指示ユニット88は緑のLEDライトを利用して、この状態を示すことができる。他の適切な表示を本発明に具備してもよいと理解されたい。オゾン発生器86は周期的な間隔で作動し、望ましい殺菌レベルを達成して維持することができる。従って、本発明は、ピッチャー12内の衛生化および病原成長の持続的な抑制の双方を提供しうると理解されたい。
閉じたピッチャーから水を注ぐと、残っている水を汚染物質に曝すことが起こりうると理解されたい。しかしながら、ユーザが基部32からピッチャー12を取り外して、水を注ぐために傾けると、前回の処理から注ぎ口18に閉じこめられている少量のオゾンが、蓋22が開けられたときに水と共に放出されることがある。従って、知覚される水の品質はオゾンがあることで高めることができ、更に衛生化する手段を注ぎ口18の露出した領域に設けることができる。
基部32は電気部品を具え、電源に接続されているため、水に曝すことは防がねばならないと理解されたい。従って、ピッチャー12は、上側チャンバ44を充填する際、およびピッチャー12から水を注ぐときに下側チャンバ46から基部32に水が浸透するのを防ぐため、安全装置を具えうる。管56はハンドル24の最上部まで延在することができ、これによりその最上部はピッチャー12内の水の最大高さよりも高くすることができる。従って、管56は、管56を介して基部32に水が浸透するのを妨げる空気/オゾンのバブル部を有する傾向がある。さらに、下側の管56にある一方向バルブ96は、ピッチャー12が使用時に様々な方向に傾けられた場合にバブル部を越えて進んできた更なる液体の浸透を防ぐことができる。
ピッチャー12が基部32から外れている場合、オゾン処理過程は実行されないことがあると理解されたい。ピッチャー12が基部32と接触していない場合、センサ92は信号をコントローラ82に送り、ポンプ84およびオゾン発生器86の動作を止めることができる。ピッチャー12内の水の高さ/存在に拘わらず定期的なオゾン処理を続けるように浄水ピッチャーを構成できると理解されたい。ピッチャー12のオゾン処理は、その中に水があるかに関係なく実行されうる。本発明の好適な実施例によると、望ましい殺菌レベルを維持するためには、1時間につき1−3分間、1時間に50−150mgのオゾンを生成するオゾン発生器86を利用することが十分となりうる。フィルタピッチャー10の環境内に入れられたときの水の想定される純度レベルの機能として、異なる構造設定を規定してもよいと理解されたい。一般に、想定される水の品質が低いほど、オゾンの殺菌処置は長いおよび/またはより高頻度となりうる。いずれにせよ、このような定期的な処理に必要な動力は無視できるものであると理解されたい。
本発明は、2−10日などの比較的長期間にわたって水がピッチャー内に残っている場合でも、望ましい殺菌レベルを提供できると理解されたい。定期的なオゾン処理は水中の微生物およびウイルスの成長を防ぐ/低下させることができ、これにより水の品質を許容レベルに保つことが可能となりうる。
電気ケーブル34を介する電気の供給は例示であるとも理解されたい。代替的な好ましい実施形態によると、ピッチャー10は電池によって駆動することができる。電池駆動型のピッチャー10は、電源への接続ができない状況で用いる、病原体を抑制する解決策を提供できると理解されたい。例えば、このような電池駆動型は、広範囲にわたる電力網がない田舎でのキャンプ旅行および/または軍隊で使用することができる。
電池駆動型のピッチャー10は、冷蔵庫に配置するには適しうると更に理解されたい。
本発明の一部の特徴が本書に図示されて記載されているが、多くの改変、代替、変更、および均等物を当該技術分野における当業者は思い付くであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の概念に収まるような改変および変更の全てを包含することを目的としていると理解されたい。

Claims (21)

  1. 少なくとも1のフィルタによって隔てられた少なくとも上側チャンバと下側チャンバを有する水ピッチャーであって、前記フィルタは水が前記上側チャンバから前記下側チャンバに通過するときに水を濾過するよう配置されている水ピッチャーと;
    オゾン発生器からのオゾンを少なくとも前記下側チャンバ内に拡散させるための前記下側チャンバの底部に形成されたディフューザであって、前記オゾン発生器は前記ディフューザが上に適合する基部ユニットに収容される、ディフューザと;
    前記水を注ぐ蓋付きの注ぎ口であって、前記下側チャンバから延在しており、少なくとも前記下側チャンバの内面と前記蓋付きの注ぎ口を殺菌すべく前記水ピッチャー内にオゾンを閉じ込める蓋付きの注ぎ口とを具えることを特徴とする浄水ピッチャー。
  2. 請求項1に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記オゾン発生器用の動力が、電源への接続および電池の少なくとも一方によって提供されることを特徴とする浄水ピッチャー。
  3. 請求項1に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記水ピッチャーがカバーに装着されたオゾン放出フィルタを具え、前記水ピッチャーから放出される前に前記オゾン発生器からのオゾンを処理することを特徴とする浄水ピッチャー。
  4. 請求項1に記載の浄水ピッチャーがさらに、前記水ピッチャーのハンドル内部の最上点まで通されたオゾン供給管を具え、前記水ピッチャーからの水が前記オゾン供給管を介して前記基部ユニットに浸透するのを防いでおり、前記最上点が前記下側チャンバ内の水の最大高さよりも高いことを特徴とする浄水ピッチャー。
  5. 請求項に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記オゾン供給管が一方向バルブを具え、前記水ピッチャーからの水が前記オゾン供給管を介して前記基部ユニットに浸透するのを防ぐことを特徴とする浄水ピッチャー。
  6. 請求項1に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記水ピッチャーが、耐オゾン材料から作られることを特徴とする浄水ピッチャー。
  7. 請求項に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記耐オゾン材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ステンレス鋼、クオーツおよびプラスチックのうち少なくとも1つであることを特徴とする浄水ピッチャー。
  8. 請求項に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記ディフューザが円環形状であって、前記ピッチャーの内面に沿って配置されることを特徴とする浄水ピッチャー。
  9. 請求項に記載の浄水ピッチャーがさらに、前記水ピッチャーが前記基部ユニット上に設置されていないときに指示するセンサを具えることを特徴とする浄水ピッチャー。
  10. 請求項に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記センサが、リミットスイッチ、および前記基部ユニットの上面に配置されたプレートと前記ピッチャーの底部にある他のプレートとを有するキャパシタの少なくとも一方であることを特徴とする浄水ピッチャー。
  11. 請求項1に記載の浄水ピッチャーがさらにコントローラを具え、少なくとも前記オゾン発生器による処理を制御することを特徴とする浄水ピッチャー。
  12. 請求項11に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記コントローラがタイマー機能を具え、前記オゾン発生器の定期的な動作を調整することを特徴とする浄水ピッチャー。
  13. 請求項12に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記タイマー機能が、前記水ピッチャー内に水があるかに関わらず動作するよう構成されていることを特徴とする浄水ピッチャー。
  14. 請求項1に記載の浄水ピッチャーがさらに、前記オゾン発生器を通って空気を送り込む空気ポンプを具え、送り込まれた前記空気により少なくとも前記下側チャンバと前記注ぎ口全体に押し出されるオゾンを生成することを特徴とする浄水ピッチャー。
  15. 請求項14に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記空気ポンプが、前記オゾンを前記フィルタ内に押し出すために十分な空気フローを提供するよう構成されていることを特徴とする浄水ピッチャー。
  16. 請求項に記載の浄水ピッチャーにおいて、前記ディフューザが水を通って前記オゾンを拡散するよう配置され、前記下側チャンバが前記水を収容しているときに前記水を殺菌することを特徴とする浄水ピッチャー。
  17. 浄水ピッチャー内の水の品質を向上させる方法において、当該方法が:
    上側チャンバからの水を前記上側チャンバと下側チャンバを分離しているフィルタを介して濾過するステップと;
    前記浄水ピッチャーの底部からオゾンを拡散させて、少なくとも水を保存する下側チャンバの内面および前記下側チャンバから延在する蓋付きの注ぎ口の内面を殺菌するステップを含んでおり、前記拡散させるステップは、動作時に前記浄水ピッチャーが設置される基部ユニットからオゾンを提供するステップを含むことを特徴とする方法。
  18. 請求項17に記載の方法において、前記拡散させるステップがさらに、前記フィルタを介して前記オゾンを拡散させて、少なくとも前記フィルタを殺菌するステップを含むことを特徴とする方法。
  19. 請求項17に記載の方法において、前記提供するステップがさらに、前記浄水ピッチャのハンドルを通って延びている管を介して前記オゾンを前記下側チャンバに送達するステップを含んでおり、前記管の最上点は前記下側チャンバ内の水の最大高さよりも高いことを特徴とする方法。
  20. 請求項17に記載の方法において、前記拡散させるステップがさらに、保存された前記水を殺菌することを特徴とする方法。
  21. 請求項17に記載の方法において、前記下側チャンバが、前記拡散させるステップの際に水を収容していないことを特徴とする方法。
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