水処理装置のためのボトル
水処理装置と関連付けて用いる水ボトルは、少なくとも約０．８７インチ（２．２１ｃｍ）の直径であり、かつ約１．０６インチ（２．６９ｃｍ）以下の直径を有する開口部と、少なくとも約６．５６インチ（１６．６６ｃｍ）の高さであり、かつ約８．０２インチ（２０．３７ｃｍ）以下の高さと、を有する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明の開示は、概して水処理に関し、特に、処理された水道水で少なくとも１本のボトルを充填するための水処理装置に関する。
【０００２】
公営水道水はしばしば、人が不快なものとみなす味又は臭いを有する。改善された飲料水品質を求める人は、水道水をろ過するか、又はボトルドウォーターを購入するかのいずれかを選択することができる。
【０００３】
家庭用水道水をろ過するための重力供給型及び圧力供給型水ろ過装置は、特許技術において既知である。例えば、米国特許第５，２２５，０７８号（Ｐｏｌａｓｋｙら）は、成形活性炭の薄い環状ディスクと周囲部の環状シール要素とを含む、コンパクトなフィルター要素を含むポアスルー型ピッチャーフィルター組立体を開示している。米国特許出願公開第２００６／０２４／０２４９４４２（Ｙａｐら）は、リザーバを画定する本体と、本体の収納区画内に収容された交換式フィルターと、接続組立体と、を含む可搬式水容器を開示している。接続組立体は、水供給源をフィルターに接続させる。水供給源からの加圧水は、圧力下でフィルターを通って流れ、収納区画内の出口を通ってリザーバに流れ込む。
【０００４】
人々は、より良い味、認知された健康上の利益、及び便利性などの理由でボトルドウォーターを選択する可能性もある。水ボトルのために家庭用水道水をろ過するための試みがなされている。例えば、米国特許第６，６４１７１９号（Ｎａｉｔｏ）は、ペットボトルのようなボトル容器上に据え付け可能であり、かつ水を浄化することができるボトル容器と共に用いるための浄水器を開示している。米国特許第７，４２７，３５５号（Ｃｈａｕ）は、水を処理するための、スポーツボトル又は容器内に配置するための水処理ユニットを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
重力供給型水ろ過装置は、一般に低速注入であり、圧力供給型装置は、繰り返し水源に接続及び水源から切断されなければならず、装置と水源の接続金具が適合していることが一般的に必要とされる。更に、フィルターにより占有されるスペースの量のために、容器容量の約半分のみが、ろ過された水を保持するために通常使用可能である。このような水ピッチャーは、水ボトルの便利さ及び可搬性にも欠く。ボトルドウォーターは、市営水道源からの飲料水よりも高価であり、製造、梱包、移送、及び保管するためにエネルギー及び資源を必要とし、適切に処分されなければならない大量のプラスチック廃棄物を生み出す。
【０００６】
家庭用水道水を処理してボトルドウォーターを作る水処理装置に接続させて使用され得る水ボトルに対するニーズがある。特に、そのような水処理装置と共に使用するよう構成される水ボトルに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、水処理装置と関連付けて用いるための水ボトルを提供する。水ボトルは、少なくとも約０．８７インチ（２．２１ｃｍ）の直径であり、かつ約１．０６インチ（２．６９ｃｍ）以下の直径を有する円形開口部、及び少なくとも約６．５６インチ（１６．６６ｃｍ）の高さであり、かつ約８．０２インチ（２０．３７ｃｍ）以下の高さを有する。
【０００８】
１つの態様では、ボトルは、装置の基部に含まれる突起と噛合する戻り止めを有する底面を含んでもよく、この場合、ボトルは所定の位置にはまり、これによって、ボトルが装置内に適切に設置されたという指示をユーザに提供する。
【０００９】
別の態様では、ボトルは収容容器を含んでもよく、収容容器に取り外し可能に接続されたキャップを更に含んでもよい。収容容器は開口部を含み、キャップは注ぎ口を含む。
【００１０】
別の態様では、ボトルは、可動式にボトルに接続されたストラップを含んでもよい。ストラップは、注ぎ口を閉鎖／密閉するためのストッパを含んでもよい。
【００１１】
別の態様では、キャップは、ストラップの端部を回転自在に受け取るための一対の非対称のキー溝を含んでもよい。
【００１２】
別の態様では、ボトルは概ね円筒形であってもよく、ボトルは、約４インチ（１０．１６ｃｍ）以下の外径を有してもよい。
【００１３】
別の態様では、少なくとも約０．７５リットルの容積であり、かつ約１．２５リットル以下の容積を有してもよい。
【００１４】
別の態様では、ボトルは再利用可能であってもよい。
【００１５】
別の態様では、本発明は、ハウジング組立体と少なくとも１本のボトルとを含む水処理装置を提供する。
【００１６】
水ボトルの利点は、それが特定の水処理装置と関連付けて使用されるよう構成されていることである。特に、水ボトルは、取り外し可能に装置に挿入されるよう構成されており、それを行う過程において、水ボトルは、処理水の流れを水ボトルへと制御するバルブを作動させる。これを適切に行うために、水ボトルは特別な方法で構成されなければならない。水ボトルは、注ぎ口がバルブと気密シールを形成し得るようにも構成される。このような方法で、充填プロセス中に、水ボトルから水がこぼれたり溢れたりする可能性がほぼ排除され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明は、以下の添付図面を参照することで更に説明される。
【図１】本発明による水処理システムの分解斜視図。
【図２】蓋が取り外されたハウジング組立体の透視図。
【図３】図２の線３−３に沿った断面図。
【図４】バルブの詳細断面図。
【図５】処理カートリッジの分解斜視図。
【図６】処理カートリッジの断面図。
【図７】水処理インサートの斜視図。
【図８ａ】水処理インサートの別の実施形態の斜視図。
【図８ｂ】図８ａの線８ｂ−８ｂに沿った断面図。
【図９】ボトルの分解斜視図。
【図１０】ボトルの底部斜視図。
【図１１ａ】ボトルの充填順序を示す断面図。
【図１１ｂ】ボトルの充填順序を示す断面図。
【図１１ｃ】ボトルの充填順序を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
いくつかの図を通して同様の参照番号が同様の又は対応する部分を指しているような図面を参照すると、図１は、例えば処理水などで１本又はそれ以上のボトル４を充填するための水処理装置２の構成要素を概略的に示す。１つの態様では、装置２は独立型及び可搬式であってもよい。すなわち、装置２は、配管されず、又は水源に直接接続されず、特定の場所に取り付け又は設置されていない。むしろ、装置２は、ある場所から別の場所に容易に移動させることができる。別の態様では、装置２は重力供給型であってもよい。すなわち、未ろ過水は加圧されず、自由に装置を通って流れることができる。装置２は、典型的には比較的小さなサイズ（例えば、約１立方フィート（２８．３Ｌ）未満）を有し、このことは、大きなスペースを使うことなく装置２を調理台の上や冷蔵庫の中に設置することを可能にし、かつ装置２を、例えば台所用シンク（例えば、高さ１フィート（３０センチメートル）未満）の蛇口の下に配置させることを可能にするような全高を有し、これによって、水道水は蛇口から装置２内に向けられることができる。可搬性を促進するために、装置２は軽量（例えば、満水時に１２ポンド（５．４ｋｇ）未満）であることも望ましい。
【００１９】
装置２は、ハウジング組立体６と、ハウジング組立体６内に取り外し可能に配置された処理カートリッジ８と、ハウジング組立体６の上部に取り外し可能に配置された任意の蓋９と、を含む。図示される実施形態では、装置２は、一度に４本までのボトルと共に使用するよう設計されている。しかしながら、本開示は、わずか１本のボトルと共に使用するよう設計され得る、又は４本を超えるボトル（例えば、８本、１２本、又はそれ以上）と共に使用されるよう設計され得る装置を検討している。
【００２０】
次に、図２及び３を参照すると、代表的なハウジング組立体６が示されている。図示される実施形態では、ハウジング組立体６は、スタンド１０と、スタンド１０によって支持されるハウジングユニット１２と、を含む。スタンド１０は、基部１４と、基部１４からハウジングユニット１２に向かって上方に延びる支持部材１６と、を含む。基部１４は、装置２が転倒することがないように十分に大きな表面積を有する、ほぼ円形の設置面積を有する。他のサイズ及び形状を有する基部１４が用いられてもよい。
【００２１】
支持部材１６は、ほぼ円筒形であり、以下により詳細に説明するように、基部１４とハウジングユニット１２との間に１本又はそれ以上のボトル４を配置させる高さを有する。
【００２２】
ハウジングユニット１２は、基部１４の反対側で、支持部材１６の上端部に配置されている。図示される実施形態では、ハウジングユニット１２は、ほぼボウル型であり、ほぼ平面の円形の底面壁部分１２ａと、底面壁部分１２ａの周辺縁部から上方に延びる環状の側壁部分１２ｂと、を含む。底面壁部分１２ａ及び側壁部分１２ｂは組み合わされて、水処理リザーバ１８を画定する。ハウジングユニット１２の底面壁部分１２ａは、ほぼ平面であるが、水流を制御するために、起伏を付けたり又は傾斜を付けたりしてもよい。
【００２３】
リザーバ１８は、少なくとも約６センチメートル（ｃｍ）の、少なくとも約８ｃｍの、少なくとも約１０ｃｍの、又は少なくとも約１２ｃｍの直径「ｄ１」、約３０ｃｍ以下の、約２５ｃｍ以下の、又は２０ｃｍ以下の直径「ｄ１」、及び約１０ｃｍ未満の、約８ｃｍ未満の、又は６ｃｍ未満の深さ「ｈ１」を有し得る。リザーバ１８は、約２リットル未満の、約１．７５リットル未満の、又は約１．５リットル未満の容積を有し得る。図示される実施形態では、ハウジングユニット１２及びリザーバ１８は、ほぼ円筒形の形状を有するが、他のサイズ及び形状を有するハウジングユニット及びリザーバが、本開示と関連させて検討される。
【００２４】
図示される実施形態では、複数のバルブ２０が水処理リザーバ１８と流体連通して配置されており、これによって、処理水が水処理リザーバ１８から選択的に流出することを可能にしている。図３では、例示的目的のために、１つのバルブ（すなわち、図３の左側のバルブ）がその作動した又は開状態で示され、１つのバルブ（すなわち、図３の右側のバルブ）が作動されていない閉状態で示されている。
【００２５】
水は同時に全てのバルブ２０を通って流出してもよく、又はバルブ２０のいずれか１つを通って個々に流出してもよい。各バルブ２０は、リザーバ１８に開く水入口／空気出口ポート２２を含む。水入口／空気出口ポート２２は、ハウジングユニット１２の底面壁１２ａ内にオリフィス２４を画定する。各バルブ２０は、結合したボトル４と流体連通するために、水入口／空気出口ポート２２の反対側に水出口／空気入口ポート２６を更に含む。具体的な実施形態では、水入口／空気出口ポート２２は、少なくとも約１ｃｍ２の断面積かつ約２ｃｍ２以下の断面積を有するオリフィス２４を画定する。
【００２６】
各バルブ２０は、図３の右側に示されるような作動されていない状態と、図３の左側に示されるような作動した開状態との間で操作可能である。閉状態では、空気及び水はバルブ２０を通って流れることができない。開状態では、水は、水処理リザーバ１８から水入口／空気出口ポート２２を通って下方向に流れ、バルブ２０を通り、水出口／空気入口ポート２６を出て、関連したボトル４中へと自由に流れ込み、関連したボトル４内に閉じ込められた空気は、水出口／空気入口ポート２６を通って上方に同時に自由に流れ、バルブ２０を通り、水入口／空気出口ポート２２を出て、周辺環境へと至る。
【００２７】
装置２の特徴的態様によると、基部１４は、支持部材１６の方向に上方に角度を付けられた傾斜したカム面２８を含む。傾斜したカム面２８は、支持部材１６の方向に、ユーザがボトル４の底部を傾斜したカム面２８に沿って滑らせるにつれて、ボトル４を対応するバルブ２０に対して上方に徐々に促進させるよう機能し、これによって、バルブ２０はその閉状態から開状態へと作動される。すなわち、ボトル４の上部がバルブと接触するよう設置され、ボトル４の底部が傾斜したカム面２８に沿って上方に促されると、ボトル４の上部は、バルブ２０をその閉状態から開状態へと作動させるよう機能し、これによって、上記の方法で、処理水を水処理リザーバ１８から流出させることが可能になり、かつボトル４内に閉じ込められた空気をボトル４から周辺環境へと放出させることが可能になる。
【００２８】
突起３０は、ボトル４が傾斜したカム面２８に沿って所望の位置に到達したときに、ボトル４をほぼ垂直な設置位置に維持するように、傾斜したカム面上に設けられている。その設置位置では、ボトル４は、基部１４とその開状態に作動された対応するバルブとの間でぴったりと保持される。突起３０は、ボトル４を基部１４と関連したバルブ２０との間の位置にパチンと固定するよう機能し、これによって、ボトル４が装置２に適切に設置されたという指示をユーザに提供する。取り外しの際には、突起３０は、ボトル４を装置２から解放するように機能し、これによって、ボトル４を装置２から容易に取り外すことができるという指示をユーザに提供する。
【００２９】
基部１４と各バルブ２０との間の距離は、ボトル４の高さにぴったりと合うよう構成される。すなわち、基部１４の上部からの距離、より具体的には突起３０から関連するバルブ２０の底部までの距離は、ボトル４を基部１４と関連するバルブ２０との間にはめることを可能にするのに十分でなければならないが、ボトル４がその設置状態に設置されたときに、バルブ２０を作動できるほど大きくはない。すなわち、基部１４と関連するバルブ２０との間の距離は、設置位置に到達した際に、ボトル４が確実にバルブ２０を作動させるのに十分に短いべきであるが、ボトルが基部１４とバルブ２０との間にしっかりと固定されるほど短くはない。
【００３０】
次に、図４を参照すると、作動されていない閉状態にあるバルブ２０の詳細図が示されている。図示されるバルブは、バルブ２０のいずれかを表すよう意図されている。図示される実施形態では、バルブ２０は、少なくとも１つの空気流通路３２と少なくとも１つの水流通路３４とを含む。空気流通路３２は、オリフィス２４から突出しており（すなわち、ハウジングユニット１２の底面壁１２ａの上面によって画定される平面を越える）、これによって、空気流通路３２を通る空気の流れ及び水流通路３４を通る水の流れをそれぞれ分離することを促進する。
【００３１】
バルブ２０は、バルブ部材３６と、バルブ部材３６の周囲に配置されたスリーブ部材３８と、スリーブ部材３８をバルブ部材３６と接触するよう下方に促すよう配置される付勢部材４０と、を含む。バルブ部材３６は、ハウジングユニット１２から下方に延び、シール部分３６ａを画定する末端部を含む。バルブ部材３６の上端部（すなわち、シール部分３６ａの反対側の端部）は、ハウジングユニット１２の底面壁１２ａに取り付けられており、したがって、ハウジングユニット１２に対して固定位置に維持されている。スリーブ部材３８は、バルブ部材２４の軸線に沿って上方及び下方に繰り返し移動することができ、これによって、バルブ２０をそれぞれ開閉する。
【００３２】
スリーブ部材３８の下端部４２は、スリーブ部材３８内の内部流路４４へとつながる水出口／空気入口ポート２６を含む。スリーブ部材３８は、スリーブ部材３８の露出端部４２からハウジングユニット１２に向かって上方に延びる円錐台形の外側面４６を含み、またハウジングユニット１２に隣接して円錐台形の表面４６から半径方向外側に延びる環状の肩面４７を含む。円錐台形の表面４６の外径は、スリーブ部材３８の露出端部４２に隣接して約２ｃｍから肩面４７に隣接して約２．５ｃｍまで変化してよい。肩面４７は、円錐台形の表面４６に近接した約２．５ｃｍの内径と約３ｃｍの外径とを有し得る。スリーブ部材３８の具体的な幾何学的形状に応じて、表面４６は流路４４を画定する内表面の一部分を包含してもよい。すなわち、水出口／空気入口ポート２６は、凹んでいてもよく、これによって、バルブ部材３６のシール部分３６ａは、流路４４へとつながるスリーブ部材３８の内表面とシールを形成する。
【００３３】
スリーブ部材３８は２つの機能を果たす。まず第一に、スリーブ部材３８は、バルブ部材３６とシールを形成するよう機能し、これによって、バルブ２０を開閉する。二番目には、スリーブ部材３８は、ボトル４とシールを形成するように機能し、これによって、漏れやこぼれることなしにボトル４に充填することが可能となる。すなわち、スリーブ部材３８、より具体的には表面４６及び／又は４７は、２つのシールを形成する（１つはバルブ部材とのシールであり、もう１つはボトル４の開口部とのシールである）。バルブ部材３６のシール部分３６ａは、水出口／空気入口ポート２６の付近で、スリーブ部材３８と選択的に密閉状態で係合するように配置されており、これによって、水出口／空気入口ポート２６を閉鎖し、ボトル４が装置２から取り外される際にバルブ２０からこぼれる可能性がある水の量を最小限にする。表面４６及び／又は４７は、ボトルの上部の開口部がその面に対して気密シールを形成できるような接触面を提供し、これにより、充填中にボトルから溢れるのを防止する閉鎖システムを形成する。すなわち、ボトル４が処理水で充填される際に、スリーブ部材３８とボトル４との間で作り出されたシールは、水がボトル４の上部から溢れるのを防止し、スリーブ部材３８とバルブ部材３６のシール部分３６ａとの間で作り出されたシールは、バルブが閉鎖されたときにバルブ２０を通過する流れ及び／又はバルブ２０からの漏れを防止する。
【００３４】
１つの実施形態では、スリーブ部材３６の外側面４６、４７は、バルブ部材３６のシール部分３６ａと共に気密シール及び水密シールの形成を促進するよう機能し、かつボトル４の開口部と共に気密シール及び水密シールを更に形成するよう機能するエラストマー材を含んでもよい。
【００３５】
図示される実施形態では、付勢部材４０は、バルブを作動されていない状態又は閉状態へと促す、スリーブ部材３８に対する力を通常及ぼす螺旋状圧縮バネである。バルブ２０は、スリーブ部材に対してバネ力を超える力を及ぼすことによって開かれ得る。これは、例えば、ボトル４の上部をスリーブ部材３６に対して設置し、バネ力を超えるようにボトル４を手で上方に押し上げることによって達成され、これによってバルブ２０をその開状態へと作動させる。
【００３６】
図２を再び参照すると、図示される実施形態では、装置２は、リザーバ１８を覆うように配置された任意の蓋９を含む。装置２は、リザーバ１８と流体連通するように配置された排水バルブ５０を更に含んでもよい。排水バルブ５０は、ボトル４が充填された後に、リザーバ１８内に残存するいかなる水もリザーバ１８から容易に排水されることを可能にする。
【００３７】
次に、図５及び６を参照すると、図示される処理カートリッジ８は、トレー部材５２と、トレー部材５２内に配置された水処理物質５４と、処理材料５４に隣接してトレー部材５２内に配置された任意の配水プレート５６と、を含む。トレー部材５２は、処理水をカートリッジ８から流出させるよう配置された少なくとも１つの排水開口部５８を含む円形底面壁部分５２ａを含み、また底面壁部分５２ａの周囲から上方に延びる環状の側壁部分５２ｂを含む。配水プレート５６はトレー部材５２内に配置されて、トレー部材５２と処理材料５４を含む配水プレート５６との間に、水処理チャンバ６０を画定する。配水プレート５６は、未処理水を配水プレート５６を通って水処理チャンバ６０へと通過させる複数の配水開口部６２を含む。
【００３８】
図示される実施形態では、トレー部材５２は、概ねディスク形状であり、約４ｃｍ以下の、約５ｃｍ以下の、又は約６ｃｍ以下の高さ「ｈ２」、及び少なくとも約４ｃｍの、少なくとも約５ｃｍの、又は少なくとも約６ｃｍの内径「ｄ２」であり、かつ約２５ｃｍ以下の、約２０ｃｍ以下の、又は約１８ｃｍ以下の内径「ｄ２」を有する。トレー部材５２は、ハウジング組立体６のサイズ及び形状、水処理物質５４、並びに装置２の所望の処理特性に依って、広範な形状及びサイズで提供され得る。特定の構成にかかわらず、トレー部材５２は、一般的に約１．５リットル未満の、約１．２リットル未満の、及び約１リットル未満の容積を有する。
【００３９】
任意の配水プレート５６は、向かい合う上面６４及び下面６６を含む。下面６６は、配水プレート５６を処理材料５４から隔たった関係に保持するための複数のリブ部分６８を含む。配水プレート５６と処理材料５４との間の隔たった領域は、未処理水が処理材料５４に流入する際にほぼ均一の流れ及び圧力降下の領域を作り出す予備水処理多岐管７０を画定する。
【００４０】
図示される実施形態では、トレー部材５２の底面壁部分５２ａは、ほぼ円錐形であり、中央に位置する排水開口部５８の方向に、外側壁部分５２ｂから下方に傾斜している。すなわち、底面壁部分５２ａは、排水開口部５８から側壁部分５３ｂまで半径方向に傾けられている。このように構成されて、処理水は、処理材料５４を通過した後に、排水開口部５８に向けられる。更に、水入口／空気出口ポート２２を出るボトル４からの空気は、底面壁部分５２ａの底面に沿って、半径方向に上方及び外側に向けられる。処理水の流れを更に方向付けるために、底面壁部分５２ａの上面は、処理水の流れを排水開口部５８に向かって方向付ける、半径方向に延びる複数のガイドベーン７２を含む。
【００４１】
配水プレート５６は、トレー部材５２から容易に分離可能であってもよいし、又はトレー部材に恒久的に固定されていてもよい。すなわち、配水プレート５６は、処理材料５４へのアクセスを可能にするために、並びに処理材料５４の取り外し及び／又は交換を可能にするために、トレー部材５２から手で取り外し可能であってもよく、あるいは配水プレート５６及びトレー部材５２は恒久的に結合されて、処理材料５４へのアクセスを制限する、水処理物質５４のための密閉されたエンクロージャを形成してもよい。配水プレート５６及びトレー部材５２が結合されて、処理材料５４を封入する単一のユニットを形成する場合は、処理材料５４は、カートリッジ８全体を交換することによって交換することができる。図示される実施形態では、配水プレート５６は、取り外しできることが意図されている。このような方法で、処理材料５４は交換することができ、配水プレート５６及びトレー部材５２は再利用することができる。
【００４２】
図示される実施形態では、カートリッジ８は、配水プレート５６の上面６４から外側に延びるハンドル７４を含む。ハンドル７４は、ハウジング組立体６からのカートリッジ８の取り外しを促進するために、又はトレー部材５２からの配水プレート５６の分離を促進するために設けられており、これによって、水処理物質５４の交換が可能となる。
【００４３】
図示される実施形態の１つの態様では、配水プレート５６がトレー部材５２内に設置されると、水処理物質５４の周囲の縁部分がトレー部材５２と配水プレート５６との間に挟まれ、これによって、水処理物質周辺の未処理水がすり抜けるのを最小限にするシールが形成される。
【００４４】
図示される実施形態に示されるように、配水プレート５６がトレー部材５２内に作動的に配置された（すなわち、完全に密閉された）場合、トレー部材５２は、配水プレート５６を越えて上方に延びるリム部分５２ｃを含む。このような方法で、リム部分５２ｃ及び配水プレート５６は組み合わさって、未処理水を処理カートリッジ８に向かわせるための前処理回収ゾーン７５を画定する。回収ゾーン７５は、約４ｃｍ未満の、約３ｃｍ未満の、又は約２ｃｍ未満の高さ「ｈ３」（図６）を有してもよい。回収ゾーン７５は、約１リットル未満の、約０．７リットル未満の、又は約０．５リットル未満の容積を有してもよい。装置２の１つの態様によると、回収ゾーン７５の容積に対するボトル４の容積の比は、約１：１より大きい。すなわち、ボトル４の貯蔵容量は、回収ゾーン７５の容積よりも大きい。他のより具体的な実施形態では、回収ゾーン７５の容積に対するボトル４の容積の比は、少なくとも約３：１、少なくとも約５：１、又は少なくとも約７：１であってよい。
【００４５】
トレー部材５２は、処理カートリッジ８をハウジングユニット１２内に支持するために、トレー部材５２の上縁から外側に延びる環状のリップ部分５２ｄを更に含む。
【００４６】
図示される実施形態では、配水開口部６２の総断面積が配水プレート５６外辺領域で最大となるようなパターンで、配水開口部６２が設けられている。更に、各配水開口部６２のサイズは、配水プレート５６の中心から離れる方向に増大する。図示されるパターンは、配水プレート５６を通る未処理水の流速を配水プレート５６の周囲部領域で増加させることを意図したものであり、これによって、処理材料５４を通るより均一な流れを促進する。すなわち、未処理水が配水プレート５６を通過させる開口領域は、半径方向に外側に増加する。このような方法で、処理材料５４の中心領域は、未処理水の低流速に遭遇し、外側領域は未処理水のより高速な流速に遭遇し、更に排水開口部５８は中心に位置しているために、水はより均一性度の高い処理に曝される。
【００４７】
処理カートリッジ８の１つの特徴付ける態様によると、水処理物質５４は低側面を有する。すなわち、水処理物質５４は、その幅に比べて相対的に薄い。より具体的には、水処理物質５４の平均高さ（図５の「ｈ」）に対する水処理物質５４の幅（図５の「ｄ３」）の比は、一般的に約１：１よりも大きい。すなわち、典型的に、水処理物質５４はその高さよりも幅が広い。したがって、例として、仮に水処理物質５４が１／２インチ（１．２７ｃｍ）の平均高さ「ｈ」を有するなら、水処理物質５４は通常少なくとも約１／２インチ（１．２７ｃｍ）の幅ｄ３を有するであろう。より具体的な実施形態では、水処理物質５４の平均高さに対する幅の比は、少なくとも約５：１、少なくとも約１０：１、又は少なくとも約２０：１であり得る。図５に図示するように、円形又はディスク様形状を有する水処理物質５４に関しては、水処理物質５４の幅ｄ３は水処理物質５４の直径と等しいことが理解されるであろう。水処理物質５４は多様な形状及びサイズで提供されることが可能であることも更に理解されるであろう。
【００４８】
別の態様では、水処理物質５４の平均厚さに対する水処理物質５４の横の断面積の比は、少なくとも約５インチ（１２．７ｃｍ）である。より具体的な実施形態では、水処理物質５４の平均厚さに対する横の断面積の比は、少なくとも約１０インチ（２５．４ｃｍ）、少なくとも約３０インチ（７６．２ｃｍ）、少なくとも約５０インチ（１２７ｃｍ）、少なくとも約７５インチ（１９１ｃｍ）、又は少なくとも約１００インチ（２５４ｃｍ）であってよい。水処理物質５４の平均厚さに対する横の断面積の比は、約３００インチ（７６２ｃｍ）以下、約２５０インチ（６３５ｃｍ）以下、又は２００インチ（５０８ｃｍ）以下であってよい。水処理物質５４の横の断面積は、水処理物質５４の外辺部と境を接する面積である。横の断面積は、水処理物質５４を通る水５９（図５）の流れの方向に垂直に配置された平面によって画定された断面積として考えられてもよい。図５に示すように、円形又はディスク様形状を有する水処理物質５４の場合には、水処理物質５４の横の断面積は、水処理物質５４の幅ｄ３によって画定された直径を有する円の面積である。したがって、例として、仮に水処理物質５４が０．５ｃｍの平均高さ及び６ｃｍの直径を有するなら、水処理物質の平均高さに対する横の断面積の比は約５７ｃｍであろう。
【００４９】
１つの態様では、水処理物質５４は、織布材料、編布材料、又は不織布材料のうちの少なくとも１つを含んでよい。１つの実施形態では、処理材料は、活性炭のようなカーボンを含む。好適な水処理物質は、Ｃａｌｇｏｎ Ｃａｒｇｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａからＴＯＧ−ＮＤＳ ２０ｘ５０の商品名で入手可能な粒状活性炭、及びＣａｌｇｏｎ Ｃａｒｇｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａからＺｏｒｆｌｅｘ ＡＣＣの商品名で入手可能な活性炭布が挙げられる。具体的な態様において、処理物質５４は、約３／４インチ（１．９１ｃｍ）未満の厚さを有する。処理材料５４は、ディスク様形状であり得、少なくとも約５インチ（１２．７ｃｍ）の直径かつ約７インチ（１７．７８ｃｍ）以下の直径を有し得る。
【００５０】
１つの実施形態の１つの態様によると、水処理材料５４は、３／４インチの水圧（１８６．８Ｐａ）ヘッドにおいて、少なくとも約０．５ガロン／分（ｇｐｍ）の、少なくとも約０．７５ガロン／分（ｇｐｍ）の、又は少なくとも約１．０ガロン／分（ｇｐｍ）（約１．９、少なくとも約２．８、又は少なくとも約３．８Ｌ／分）の流速を有する。別の態様では、水処理材料５４は、少なくとも約４０ガロン（１５１．４Ｌ）の、少なくとも約７０ガロン（２６５．０Ｌ）の、及び少なくとも約１００ガロン（３７８．５Ｌ）の容量に対する遊離塩素低減に関するＮＳＦ標準４２を満たす。
【００５１】
図示される実施形態では、水処理カートリッジ８は、ハウジングユニット１２のリザーバ１８内に取り外し可能に配置されている。具体的な実施形態において、水処理カートリッジ８は、リザーバ１８内に緩く配置されている。このような方法で、カートリッジ８は、ユーザによってハウジングユニット１２から手で取り外しが可能であり、これによって、ユーザはカートリッジ又は処理材料５４を容易に交換することができる。
【００５２】
次に、図７を参照すると、水処理物質５４と同様の水処理物質２５４と、水処理物質２５４に固定された多孔質又は開口状態の支持構造２５５と、を含む水処理インサート２０１が示されている。図示される実施形態では、支持構造２５５は、水処理物質２５４の上面に固定されている。他の実施形態では、支持構造２５５は、水処理物質２５４の下面内又は下面上のいずれかに配置されてよい。
【００５３】
水処理インサート２０１は、トレー部材５２内に配置されるよう構成されて、水処理リザーバ１８内に向けられた水を処理する。水処理インサート２０１を通る水流の方向は、参照数字２５９によって示されている。水処理インサート２０１は、配水プレート５６と併用して使用されてもよいし、又はそれなしで使用されてもよい。すなわち、支持構造２５５は、配水プレート５６の代わりであってもよく、したがって、配水プレート５６は不必要になる。
【００５４】
支持構造２５５は、例えば紙、金属、又は合成プラスチック材料で形成され得る、例えばネット、メッシュ、スクリム、又はスクリーン様材料を含むことができる。このような材料は、開口状態及び／又は多孔質であり、これによって、水を水処理インサートに通過させる。支持構造２５５は、未処理水がより均質かつ均一に水処理物質２５４を通って流れるように未処理水を分配するよう働いてもよい。支持構造２５５はまた、水処理インサート２０１の耐久性を増強させる傾向がある。
【００５５】
図示される実施形態では、水処理インサート２０１は、一般的に水処理物質２５４の外辺部周囲で広がる任意の環状のガスケット２５７を含む。このような方法で提供されると、水処理インサート２０１がトレー部材５２内に設置される際に、ガスケット２５７はトレー部材５２とシールを形成し、これによって、水処理物質２５４を迂回する可能性がある未処理水の量を最小限にする。水処理インサート２０１にガスケット２５７が備わっている場合、水処理インサート２０１は、典型的にはトレー部材２内に設置されるが、それは、トレーがボトル４からの空気を、トレー部材５２とハウジングユニット１２の側壁１２ｂとの間のギャップを通して容易に逃がすことを可能にするためである。ガスケット２５７が省かれている場合、水処理インサート２０１は、トレー部材５２内、又はハウジングユニット１２の水処理リザーバ１８内に直接のいずれかで設置されてよい。ガスケット２５７がない場合、水処理インサート２０１はトレー部材５２又はハウジングユニット１２とシールを形成しないために、ボトル４からの空気は、水処理インサート２０１の周囲及び／又は水処理インサートを通って流れることにより逃げ得ることから、このことが可能である。
【００５６】
ここで図８ａ及び８ｂを参照すると、パウチ３６１内に封入された水処理物質３５４を含む水処理インサート３０１が示されている。パウチ３６１は、例えば金属又は合成プラスチック材料で作られた開放ネット、メッシュ、スクリム又はスクリーン様材料で作られてもよく、あるいは多孔質紙材料のような水透過性材料で作られてもよい。図示される水処理インサート３０１は、ハウジングユニット１２内に直接又はトレー部材５２内のいずれかに設置されてよく、配水プレート５６と共に又は配水プレートなしのいずれかで用いられることができる。
【００５７】
次に、図９及び１０を参照すると、図２に描かれているボトルのいずれかを表示することを意図したボトル４が示されている。更に図３を参照すると、ボトル４は、バルブ２０のいずれかから分配された処理水を受け取るよう配置されてもよい。あるいは、複数のボトル４が、バルブ２０のそれぞれから分配された処理水を同時に受け取るように、装置２内に配置されてもよい。
【００５８】
１つの望ましい実施形態では、ボトル４は、基部１４の上面上に位置する突起３０の１つとハウジングユニット１２の下で下方に延びるバルブ２０の１つとの間で固定するように配置できるように構成されている。より具体的には、ボトルの上部がバルブ２０に対して設置され、ボトル４が付属のカム面２８に沿って上方へと促される際に、ボトル４はバルブ２０を作動させるような十分な高さであるが、突起３０と関連する完全に作動したバルブ２０との間で、完全に直立した垂直位置に設置することができるほど高くはない。１つの具体的な実施形態では、ボトルは少なくとも約６．５インチ（１６．５１ｃｍ）の、少なくとも約７．０インチ（１７．７８ｃｍ）の、又は少なくとも約７．２インチ（１８．２９ｃｍ）の高さであり、かつ約８．０インチ（２０．３２ｃｍ）以下の、約７．７インチ（１９．５６ｃｍ）以下の、又は約７．５インチ（１９．０５ｃｍ）以下の高さを有する。別の具体的な実施形態では、ボトル４は概して円筒形であり、約６インチ（１５．２４ｃｍ）以下の、約５インチ（１２．７０ｃｍ）以下の、又は約４インチ（１０．１６ｃｍ）以下の外径を有する。
【００５９】
図示される実施形態では、ボトル４は、収容容器７６と、収容容器７６に取り外し可能に接続されたキャップ７８と、を含む。キャップ７８は、収容容器７６とねじ込み式に接続されている。収容容器７６は、収容容器７６の内部が洗浄のために容易にアクセスできるような幅広開口部８０を含み、キャップ７８は、バルブ２０のスリーブ部材３８に密閉状態で係合するよう構成された狭い開口部又は注ぎ口８２を含み、これによって、ボトル４が充填されることを可能にし、かつ処理水がボトル４から注がれることを可能にする。
【００６０】
１つの実施形態では、狭いキャップ開口部／注ぎ口８２は、少なくとも約０．８７インチ（２．２１ｃｍ）の、少なくとも約０．９１インチ（２．３１ｃｍ）の、又は少なくとも約０．９４インチ（２．３９ｃｍ）の直径であり、かつ約１．０６インチ（２．６９ｃｍ）以下の、約１．０１インチ（２．５７ｃｍ）以下の、又は約０．９８インチ（２．４９ｃｍ）以下の直径を有してもよい。１つの実施形態では、ボトル４は、少なくとも約０．２５リットルの、少なくとも約０．５リットルの、又は少なくとも約０．７５リットルの容積を有し、かつ約１．７５リットル以下の、約１．５リットル以下の、又は約１．２５リットルの以下の容積を有する。
【００６１】
１つの態様では、装置２は、処理水のための装置の貯蔵容量よりも少ない、未処理水の貯蔵容量を有する。すなわち、装置２は、未処理水よりも処理水に関してより大きな保持能力を有する。処理水の貯蔵容量は、未処理水の貯蔵容量よりも１．５倍大きくてもよく、２倍大きくてもよく、又は２．５倍大きくてもよい。未処理水の貯蔵容量は、例えば、水が水処理物質５４に入る前のトレー部材５２の容積であり得、処理水の貯蔵容量は、ボトル４の総計容積であり得る。１つの態様では、未処理水の貯蔵容量は、処理前の回収ゾーン７５の容積と結合させた予備水処理多岐管７０の容積であり得る。
【００６２】
図示される実施形態では、ボトル４は、基部１４の傾斜したカム面２８上の突起３０の１つと噛合する戻り止め８６を有する底面８４を含み、それによって、ボトル４は、戻り止め８６が突起３０に到達するときに、所定の位置にはめられる。このような方法で、戻り止め８６及び突起３０は、ボトル４が装置２に適切に設置されたという指示をユーザに提供する。ボトル４が適切に設置されると、ボトルは突起３０と関連するバルブ２０との間でぴったりと保持され、バルブ２０は開放するように作動される。
【００６３】
図示される実施形態では、ボトル４は、注ぎ口８２にぴったりとはまり込むよう構成されたストッパ９０を含む可撓性ストラップ８８を含み、これによって、注ぎ口８２を繰り返し開閉させる。ストラップ８８は、回転自在にボトル４に接続されて、注ぎ口８２へのアクセスを妨害しないような第一位置と、ストッパ９０が注ぎ口８２に挿入及び注ぎ口８２から取り外されることができるような第二位置との間で、ストラップ８８が選択的に移動されることを可能にする。
【００６４】
図示される実施形態では、ストラップ８８は、キャップ７８の反対側に収容された一組の非対称のキー溝９２と、ストラップ８８の端部から内側に延びる一対の適合する突起９６によってボトル４に取り外し可能に接続されている。ストラップ８８がキャップ７８に接続されるために、突起９６は、キー溝９２と整列していなければならない。キー溝９２及び突起９６の非対称性のために、これは、ストッパ９０がキャップ７８の下に（すなわち、注ぎ口８２の反対側に）直接配置されるようにストラップ８８を逆さまに配置させることによってのみ実行され得る。このように配置されることで、突起９６は、キー溝９２に挿入され得、これによって、ストラップ８８がキャップ７８に接続されることを可能にする。ストラップ８８をキャップ７８に接続されたままにするために（すなわち、突起９６がキー溝９２から抜け出てしまうことを防止するために）、ストラップ８８は回転される。ストラップ８８が回転されると、突起９６はキー溝９２に固定される。したがって、突起９６がキー溝９２にはめ込まれるよう適切に向けられたときにのみ、ストラップ８８はキャップ７８に取り付けられ、又はキャップ７８から取り外され、これは、ストラップ８８がキャップ７８の下で直接回転及び配置されるときにのみ達成され得る。したがって、キャップ７８が収容容器７６に固定され、収容容器７６がキャップ直下のスペースを占有している場合は、ストラップ８８をキャップ７８から取り外すことはできない。すなわち、収容容器７６は、ストラップ８８をキャップ７８から分離させるような位置にストラップ８８が回転することを防止する。
【００６５】
ストラップをキャップに取り外し可能に取り付ける他の方法も企図される。例えば、キャップは、ストラップ上のキーに滑動可能に噛合する細長いキー溝路を含んでもよく、かくして、キャップが収容容器に固定されると、キー溝路の端部が収容容器によって塞がれ、これによって、キーが溝路内に保持される。このように、キャップが収容容器から取り外されたときにのみ、ストラップはボトルに接続し、又はボトルから取り外され得る。
【００６６】
次に、図１１ａ〜ｃを参照すると、装置２の操作が示されている。図１１ａは、１本のボトル４が装置２内に据え付けられようとしている待機モードにある装置を示している。バルブ２０のそれぞれは、水がバルブ２０を通過することができないよう閉鎖されている。ボトル４は、注ぎ口８２がスリーブ部材３８の周りに配置されるような角度で傾けられる。次に、ボトル４の底部の戻り止め８６が突起３０上の所定の位置に固定されるまで、ボトル４の底部は、傾斜した表面２８に沿って上方に滑動される。これと同時に、スリーブ部材３８は、バルブ２０を開くためにボトル４によって上方に促され、キャップ７８の注ぎ口８２は、スリーブ部材３８とシールを形成する。これで、ボトル４は装置２内に据え付けられる。
【００６７】
図１１ｂに示されるように、少なくとも１本のボトル４が装置２内に据え付けられると、未処理の水道水１００がリザーバ１８に流入され得る。これは、例えば、装置２を直接蛇口の下に設置することによって、又はそれ以外の方法で水道水の流れをリザーバ１８に向けることによって、達成されることができる。次に、未処理水１００は、配水プレート５６内の配水開口部６２を通り、水処理物質５４を通って、処理カートリッジ８の底部に位置する排水開口部５８から流れ出る。その後、処理水１０２は水入口／空気出口ポート２２を通り、バルブ２０を通り、水出口／空気入口ポート２６を通って、ボトル４に流入する。ボトル４及びスリーブ部材３８は気密シールされているために、ボトル内に閉じ込められた空気１０４が逃げるための唯一の方法は、水出口／空気入口ポート２６を通って上方に流れ、バルブ２０を経て、水入口／空気出口ポート２２から流れ出ることである。ここから、排出された空気は、トレー部材５２の底部５２ａに沿って上方及び外側に流れ、次に装置２の上部から出るまでトレー部材５２の側面５２ｂに沿って上方に流れる。
【００６８】
次に、図１１ｃを参照すると、ボトル４が処理水１０２で充填されると、ボトル４への処理水の流れは自動的に止まる。これは、ボトル４内の水レベルが、スリーブ部材３８の底部に到達したときに起こる。満杯のときに、ボトル４は、水の上部とスリーブ部材３８との間に閉じ込められた少量の空気を含む。次いで、満杯のボトル４は、ボトル４が突起３０から外されるまでボトル４の底部を外側に引くことによって取り外されることができ、これによって、ボトル４の底部が傾斜した表面２８を滑り落ちる際に、ボトル４を外側に回転させることができる。これと同時に、スリーブ部材３８は下方に滑動し、これによって、バルブ２０が閉まる。ここでバルブ２０が閉められることによって、ボトル４が装置２から取り外される際に、バルブ２０内に残存するいかなる水も排出されることが回避される。処理水１０２は、このときに直ちに消費されてもよいし、又は後で使用するために、処理水１０２が保存され及び／又は移送され得るように、ボトル４を閉じるためにストッパ９０が注ぎ口８２に設置されてもよい。
【００６９】
ボトル４、ハウジング組立体６、及び処理カートリッジ８は、飲料液体の処理、分配、又は収容での用途に適した任意の材料から構成され得る。ボトル４、ハウジング組立体６、及び処理カートリッジ８は、装置２の可搬性を促進するために、軽量である材料を用いて構成されてよい。好適な材料には、例えば、液体容器に通常用いられる熱可塑性ポリマー材料などのような合成プラスチック材料が挙げられる。好適な熱可塑性ポリマー材料には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリプロピレンなどを挙げることができる。具体的な実施形態では、熱可塑性ポリマー材料は透明であってよく、再利用できるようにするための滅菌に耐える十分な強度を有し得る。熱硬化性プラスチック、複合材、金属、及びこれらの組み合わせなど、その他の好適な材料も使用できる。ガラス及びガラス様材料、セラミック材料、金属、並びに金属合金が、ボトル４、ハウジング組立体６、及び／又は処理カートリッジ８の構成体に用いられてもよい。
【００７０】
上述の発明には、発明の概念から逸脱することなく様々な変更や修正ができることは、当業者には理解されよう。したがって、本発明の範囲は、本願に記載の構造に限定されるべきものではなく、「特許請求の範囲」の文言により述べられる構造及びそうした構造の均等物によってのみ限定されるものである。
【背景技術】
【０００１】
本発明の開示は、概して水処理に関し、特に、処理された水道水で少なくとも１本のボトルを充填するための水処理装置に関する。
【０００２】
公営水道水はしばしば、人が不快なものとみなす味又は臭いを有する。改善された飲料水品質を求める人は、水道水をろ過するか、又はボトルドウォーターを購入するかのいずれかを選択することができる。
【０００３】
家庭用水道水をろ過するための重力供給型及び圧力供給型水ろ過装置は、特許技術において既知である。例えば、米国特許第５，２２５，０７８号（Ｐｏｌａｓｋｙら）は、成形活性炭の薄い環状ディスクと周囲部の環状シール要素とを含む、コンパクトなフィルター要素を含むポアスルー型ピッチャーフィルター組立体を開示している。米国特許出願公開第２００６／０２４／０２４９４４２（Ｙａｐら）は、リザーバを画定する本体と、本体の収納区画内に収容された交換式フィルターと、接続組立体と、を含む可搬式水容器を開示している。接続組立体は、水供給源をフィルターに接続させる。水供給源からの加圧水は、圧力下でフィルターを通って流れ、収納区画内の出口を通ってリザーバに流れ込む。
【０００４】
人々は、より良い味、認知された健康上の利益、及び便利性などの理由でボトルドウォーターを選択する可能性もある。水ボトルのために家庭用水道水をろ過するための試みがなされている。例えば、米国特許第６，６４１７１９号（Ｎａｉｔｏ）は、ペットボトルのようなボトル容器上に据え付け可能であり、かつ水を浄化することができるボトル容器と共に用いるための浄水器を開示している。米国特許第７，４２７，３５５号（Ｃｈａｕ）は、水を処理するための、スポーツボトル又は容器内に配置するための水処理ユニットを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
重力供給型水ろ過装置は、一般に低速注入であり、圧力供給型装置は、繰り返し水源に接続及び水源から切断されなければならず、装置と水源の接続金具が適合していることが一般的に必要とされる。更に、フィルターにより占有されるスペースの量のために、容器容量の約半分のみが、ろ過された水を保持するために通常使用可能である。このような水ピッチャーは、水ボトルの便利さ及び可搬性にも欠く。ボトルドウォーターは、市営水道源からの飲料水よりも高価であり、製造、梱包、移送、及び保管するためにエネルギー及び資源を必要とし、適切に処分されなければならない大量のプラスチック廃棄物を生み出す。
【０００６】
家庭用水道水を処理してボトルドウォーターを作る水処理装置に接続させて使用され得る水ボトルに対するニーズがある。特に、そのような水処理装置と共に使用するよう構成される水ボトルに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、水処理装置と関連付けて用いるための水ボトルを提供する。水ボトルは、少なくとも約０．８７インチ（２．２１ｃｍ）の直径であり、かつ約１．０６インチ（２．６９ｃｍ）以下の直径を有する円形開口部、及び少なくとも約６．５６インチ（１６．６６ｃｍ）の高さであり、かつ約８．０２インチ（２０．３７ｃｍ）以下の高さを有する。
【０００８】
１つの態様では、ボトルは、装置の基部に含まれる突起と噛合する戻り止めを有する底面を含んでもよく、この場合、ボトルは所定の位置にはまり、これによって、ボトルが装置内に適切に設置されたという指示をユーザに提供する。
【０００９】
別の態様では、ボトルは収容容器を含んでもよく、収容容器に取り外し可能に接続されたキャップを更に含んでもよい。収容容器は開口部を含み、キャップは注ぎ口を含む。
【００１０】
別の態様では、ボトルは、可動式にボトルに接続されたストラップを含んでもよい。ストラップは、注ぎ口を閉鎖／密閉するためのストッパを含んでもよい。
【００１１】
別の態様では、キャップは、ストラップの端部を回転自在に受け取るための一対の非対称のキー溝を含んでもよい。
【００１２】
別の態様では、ボトルは概ね円筒形であってもよく、ボトルは、約４インチ（１０．１６ｃｍ）以下の外径を有してもよい。
【００１３】
別の態様では、少なくとも約０．７５リットルの容積であり、かつ約１．２５リットル以下の容積を有してもよい。
【００１４】
別の態様では、ボトルは再利用可能であってもよい。
【００１５】
別の態様では、本発明は、ハウジング組立体と少なくとも１本のボトルとを含む水処理装置を提供する。
【００１６】
水ボトルの利点は、それが特定の水処理装置と関連付けて使用されるよう構成されていることである。特に、水ボトルは、取り外し可能に装置に挿入されるよう構成されており、それを行う過程において、水ボトルは、処理水の流れを水ボトルへと制御するバルブを作動させる。これを適切に行うために、水ボトルは特別な方法で構成されなければならない。水ボトルは、注ぎ口がバルブと気密シールを形成し得るようにも構成される。このような方法で、充填プロセス中に、水ボトルから水がこぼれたり溢れたりする可能性がほぼ排除され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明は、以下の添付図面を参照することで更に説明される。
【図１】本発明による水処理システムの分解斜視図。
【図２】蓋が取り外されたハウジング組立体の透視図。
【図３】図２の線３−３に沿った断面図。
【図４】バルブの詳細断面図。
【図５】処理カートリッジの分解斜視図。
【図６】処理カートリッジの断面図。
【図７】水処理インサートの斜視図。
【図８ａ】水処理インサートの別の実施形態の斜視図。
【図８ｂ】図８ａの線８ｂ−８ｂに沿った断面図。
【図９】ボトルの分解斜視図。
【図１０】ボトルの底部斜視図。
【図１１ａ】ボトルの充填順序を示す断面図。
【図１１ｂ】ボトルの充填順序を示す断面図。
【図１１ｃ】ボトルの充填順序を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
いくつかの図を通して同様の参照番号が同様の又は対応する部分を指しているような図面を参照すると、図１は、例えば処理水などで１本又はそれ以上のボトル４を充填するための水処理装置２の構成要素を概略的に示す。１つの態様では、装置２は独立型及び可搬式であってもよい。すなわち、装置２は、配管されず、又は水源に直接接続されず、特定の場所に取り付け又は設置されていない。むしろ、装置２は、ある場所から別の場所に容易に移動させることができる。別の態様では、装置２は重力供給型であってもよい。すなわち、未ろ過水は加圧されず、自由に装置を通って流れることができる。装置２は、典型的には比較的小さなサイズ（例えば、約１立方フィート（２８．３Ｌ）未満）を有し、このことは、大きなスペースを使うことなく装置２を調理台の上や冷蔵庫の中に設置することを可能にし、かつ装置２を、例えば台所用シンク（例えば、高さ１フィート（３０センチメートル）未満）の蛇口の下に配置させることを可能にするような全高を有し、これによって、水道水は蛇口から装置２内に向けられることができる。可搬性を促進するために、装置２は軽量（例えば、満水時に１２ポンド（５．４ｋｇ）未満）であることも望ましい。
【００１９】
装置２は、ハウジング組立体６と、ハウジング組立体６内に取り外し可能に配置された処理カートリッジ８と、ハウジング組立体６の上部に取り外し可能に配置された任意の蓋９と、を含む。図示される実施形態では、装置２は、一度に４本までのボトルと共に使用するよう設計されている。しかしながら、本開示は、わずか１本のボトルと共に使用するよう設計され得る、又は４本を超えるボトル（例えば、８本、１２本、又はそれ以上）と共に使用されるよう設計され得る装置を検討している。
【００２０】
次に、図２及び３を参照すると、代表的なハウジング組立体６が示されている。図示される実施形態では、ハウジング組立体６は、スタンド１０と、スタンド１０によって支持されるハウジングユニット１２と、を含む。スタンド１０は、基部１４と、基部１４からハウジングユニット１２に向かって上方に延びる支持部材１６と、を含む。基部１４は、装置２が転倒することがないように十分に大きな表面積を有する、ほぼ円形の設置面積を有する。他のサイズ及び形状を有する基部１４が用いられてもよい。
【００２１】
支持部材１６は、ほぼ円筒形であり、以下により詳細に説明するように、基部１４とハウジングユニット１２との間に１本又はそれ以上のボトル４を配置させる高さを有する。
【００２２】
ハウジングユニット１２は、基部１４の反対側で、支持部材１６の上端部に配置されている。図示される実施形態では、ハウジングユニット１２は、ほぼボウル型であり、ほぼ平面の円形の底面壁部分１２ａと、底面壁部分１２ａの周辺縁部から上方に延びる環状の側壁部分１２ｂと、を含む。底面壁部分１２ａ及び側壁部分１２ｂは組み合わされて、水処理リザーバ１８を画定する。ハウジングユニット１２の底面壁部分１２ａは、ほぼ平面であるが、水流を制御するために、起伏を付けたり又は傾斜を付けたりしてもよい。
【００２３】
リザーバ１８は、少なくとも約６センチメートル（ｃｍ）の、少なくとも約８ｃｍの、少なくとも約１０ｃｍの、又は少なくとも約１２ｃｍの直径「ｄ１」、約３０ｃｍ以下の、約２５ｃｍ以下の、又は２０ｃｍ以下の直径「ｄ１」、及び約１０ｃｍ未満の、約８ｃｍ未満の、又は６ｃｍ未満の深さ「ｈ１」を有し得る。リザーバ１８は、約２リットル未満の、約１．７５リットル未満の、又は約１．５リットル未満の容積を有し得る。図示される実施形態では、ハウジングユニット１２及びリザーバ１８は、ほぼ円筒形の形状を有するが、他のサイズ及び形状を有するハウジングユニット及びリザーバが、本開示と関連させて検討される。
【００２４】
図示される実施形態では、複数のバルブ２０が水処理リザーバ１８と流体連通して配置されており、これによって、処理水が水処理リザーバ１８から選択的に流出することを可能にしている。図３では、例示的目的のために、１つのバルブ（すなわち、図３の左側のバルブ）がその作動した又は開状態で示され、１つのバルブ（すなわち、図３の右側のバルブ）が作動されていない閉状態で示されている。
【００２５】
水は同時に全てのバルブ２０を通って流出してもよく、又はバルブ２０のいずれか１つを通って個々に流出してもよい。各バルブ２０は、リザーバ１８に開く水入口／空気出口ポート２２を含む。水入口／空気出口ポート２２は、ハウジングユニット１２の底面壁１２ａ内にオリフィス２４を画定する。各バルブ２０は、結合したボトル４と流体連通するために、水入口／空気出口ポート２２の反対側に水出口／空気入口ポート２６を更に含む。具体的な実施形態では、水入口／空気出口ポート２２は、少なくとも約１ｃｍ２の断面積かつ約２ｃｍ２以下の断面積を有するオリフィス２４を画定する。
【００２６】
各バルブ２０は、図３の右側に示されるような作動されていない状態と、図３の左側に示されるような作動した開状態との間で操作可能である。閉状態では、空気及び水はバルブ２０を通って流れることができない。開状態では、水は、水処理リザーバ１８から水入口／空気出口ポート２２を通って下方向に流れ、バルブ２０を通り、水出口／空気入口ポート２６を出て、関連したボトル４中へと自由に流れ込み、関連したボトル４内に閉じ込められた空気は、水出口／空気入口ポート２６を通って上方に同時に自由に流れ、バルブ２０を通り、水入口／空気出口ポート２２を出て、周辺環境へと至る。
【００２７】
装置２の特徴的態様によると、基部１４は、支持部材１６の方向に上方に角度を付けられた傾斜したカム面２８を含む。傾斜したカム面２８は、支持部材１６の方向に、ユーザがボトル４の底部を傾斜したカム面２８に沿って滑らせるにつれて、ボトル４を対応するバルブ２０に対して上方に徐々に促進させるよう機能し、これによって、バルブ２０はその閉状態から開状態へと作動される。すなわち、ボトル４の上部がバルブと接触するよう設置され、ボトル４の底部が傾斜したカム面２８に沿って上方に促されると、ボトル４の上部は、バルブ２０をその閉状態から開状態へと作動させるよう機能し、これによって、上記の方法で、処理水を水処理リザーバ１８から流出させることが可能になり、かつボトル４内に閉じ込められた空気をボトル４から周辺環境へと放出させることが可能になる。
【００２８】
突起３０は、ボトル４が傾斜したカム面２８に沿って所望の位置に到達したときに、ボトル４をほぼ垂直な設置位置に維持するように、傾斜したカム面上に設けられている。その設置位置では、ボトル４は、基部１４とその開状態に作動された対応するバルブとの間でぴったりと保持される。突起３０は、ボトル４を基部１４と関連したバルブ２０との間の位置にパチンと固定するよう機能し、これによって、ボトル４が装置２に適切に設置されたという指示をユーザに提供する。取り外しの際には、突起３０は、ボトル４を装置２から解放するように機能し、これによって、ボトル４を装置２から容易に取り外すことができるという指示をユーザに提供する。
【００２９】
基部１４と各バルブ２０との間の距離は、ボトル４の高さにぴったりと合うよう構成される。すなわち、基部１４の上部からの距離、より具体的には突起３０から関連するバルブ２０の底部までの距離は、ボトル４を基部１４と関連するバルブ２０との間にはめることを可能にするのに十分でなければならないが、ボトル４がその設置状態に設置されたときに、バルブ２０を作動できるほど大きくはない。すなわち、基部１４と関連するバルブ２０との間の距離は、設置位置に到達した際に、ボトル４が確実にバルブ２０を作動させるのに十分に短いべきであるが、ボトルが基部１４とバルブ２０との間にしっかりと固定されるほど短くはない。
【００３０】
次に、図４を参照すると、作動されていない閉状態にあるバルブ２０の詳細図が示されている。図示されるバルブは、バルブ２０のいずれかを表すよう意図されている。図示される実施形態では、バルブ２０は、少なくとも１つの空気流通路３２と少なくとも１つの水流通路３４とを含む。空気流通路３２は、オリフィス２４から突出しており（すなわち、ハウジングユニット１２の底面壁１２ａの上面によって画定される平面を越える）、これによって、空気流通路３２を通る空気の流れ及び水流通路３４を通る水の流れをそれぞれ分離することを促進する。
【００３１】
バルブ２０は、バルブ部材３６と、バルブ部材３６の周囲に配置されたスリーブ部材３８と、スリーブ部材３８をバルブ部材３６と接触するよう下方に促すよう配置される付勢部材４０と、を含む。バルブ部材３６は、ハウジングユニット１２から下方に延び、シール部分３６ａを画定する末端部を含む。バルブ部材３６の上端部（すなわち、シール部分３６ａの反対側の端部）は、ハウジングユニット１２の底面壁１２ａに取り付けられており、したがって、ハウジングユニット１２に対して固定位置に維持されている。スリーブ部材３８は、バルブ部材２４の軸線に沿って上方及び下方に繰り返し移動することができ、これによって、バルブ２０をそれぞれ開閉する。
【００３２】
スリーブ部材３８の下端部４２は、スリーブ部材３８内の内部流路４４へとつながる水出口／空気入口ポート２６を含む。スリーブ部材３８は、スリーブ部材３８の露出端部４２からハウジングユニット１２に向かって上方に延びる円錐台形の外側面４６を含み、またハウジングユニット１２に隣接して円錐台形の表面４６から半径方向外側に延びる環状の肩面４７を含む。円錐台形の表面４６の外径は、スリーブ部材３８の露出端部４２に隣接して約２ｃｍから肩面４７に隣接して約２．５ｃｍまで変化してよい。肩面４７は、円錐台形の表面４６に近接した約２．５ｃｍの内径と約３ｃｍの外径とを有し得る。スリーブ部材３８の具体的な幾何学的形状に応じて、表面４６は流路４４を画定する内表面の一部分を包含してもよい。すなわち、水出口／空気入口ポート２６は、凹んでいてもよく、これによって、バルブ部材３６のシール部分３６ａは、流路４４へとつながるスリーブ部材３８の内表面とシールを形成する。
【００３３】
スリーブ部材３８は２つの機能を果たす。まず第一に、スリーブ部材３８は、バルブ部材３６とシールを形成するよう機能し、これによって、バルブ２０を開閉する。二番目には、スリーブ部材３８は、ボトル４とシールを形成するように機能し、これによって、漏れやこぼれることなしにボトル４に充填することが可能となる。すなわち、スリーブ部材３８、より具体的には表面４６及び／又は４７は、２つのシールを形成する（１つはバルブ部材とのシールであり、もう１つはボトル４の開口部とのシールである）。バルブ部材３６のシール部分３６ａは、水出口／空気入口ポート２６の付近で、スリーブ部材３８と選択的に密閉状態で係合するように配置されており、これによって、水出口／空気入口ポート２６を閉鎖し、ボトル４が装置２から取り外される際にバルブ２０からこぼれる可能性がある水の量を最小限にする。表面４６及び／又は４７は、ボトルの上部の開口部がその面に対して気密シールを形成できるような接触面を提供し、これにより、充填中にボトルから溢れるのを防止する閉鎖システムを形成する。すなわち、ボトル４が処理水で充填される際に、スリーブ部材３８とボトル４との間で作り出されたシールは、水がボトル４の上部から溢れるのを防止し、スリーブ部材３８とバルブ部材３６のシール部分３６ａとの間で作り出されたシールは、バルブが閉鎖されたときにバルブ２０を通過する流れ及び／又はバルブ２０からの漏れを防止する。
【００３４】
１つの実施形態では、スリーブ部材３６の外側面４６、４７は、バルブ部材３６のシール部分３６ａと共に気密シール及び水密シールの形成を促進するよう機能し、かつボトル４の開口部と共に気密シール及び水密シールを更に形成するよう機能するエラストマー材を含んでもよい。
【００３５】
図示される実施形態では、付勢部材４０は、バルブを作動されていない状態又は閉状態へと促す、スリーブ部材３８に対する力を通常及ぼす螺旋状圧縮バネである。バルブ２０は、スリーブ部材に対してバネ力を超える力を及ぼすことによって開かれ得る。これは、例えば、ボトル４の上部をスリーブ部材３６に対して設置し、バネ力を超えるようにボトル４を手で上方に押し上げることによって達成され、これによってバルブ２０をその開状態へと作動させる。
【００３６】
図２を再び参照すると、図示される実施形態では、装置２は、リザーバ１８を覆うように配置された任意の蓋９を含む。装置２は、リザーバ１８と流体連通するように配置された排水バルブ５０を更に含んでもよい。排水バルブ５０は、ボトル４が充填された後に、リザーバ１８内に残存するいかなる水もリザーバ１８から容易に排水されることを可能にする。
【００３７】
次に、図５及び６を参照すると、図示される処理カートリッジ８は、トレー部材５２と、トレー部材５２内に配置された水処理物質５４と、処理材料５４に隣接してトレー部材５２内に配置された任意の配水プレート５６と、を含む。トレー部材５２は、処理水をカートリッジ８から流出させるよう配置された少なくとも１つの排水開口部５８を含む円形底面壁部分５２ａを含み、また底面壁部分５２ａの周囲から上方に延びる環状の側壁部分５２ｂを含む。配水プレート５６はトレー部材５２内に配置されて、トレー部材５２と処理材料５４を含む配水プレート５６との間に、水処理チャンバ６０を画定する。配水プレート５６は、未処理水を配水プレート５６を通って水処理チャンバ６０へと通過させる複数の配水開口部６２を含む。
【００３８】
図示される実施形態では、トレー部材５２は、概ねディスク形状であり、約４ｃｍ以下の、約５ｃｍ以下の、又は約６ｃｍ以下の高さ「ｈ２」、及び少なくとも約４ｃｍの、少なくとも約５ｃｍの、又は少なくとも約６ｃｍの内径「ｄ２」であり、かつ約２５ｃｍ以下の、約２０ｃｍ以下の、又は約１８ｃｍ以下の内径「ｄ２」を有する。トレー部材５２は、ハウジング組立体６のサイズ及び形状、水処理物質５４、並びに装置２の所望の処理特性に依って、広範な形状及びサイズで提供され得る。特定の構成にかかわらず、トレー部材５２は、一般的に約１．５リットル未満の、約１．２リットル未満の、及び約１リットル未満の容積を有する。
【００３９】
任意の配水プレート５６は、向かい合う上面６４及び下面６６を含む。下面６６は、配水プレート５６を処理材料５４から隔たった関係に保持するための複数のリブ部分６８を含む。配水プレート５６と処理材料５４との間の隔たった領域は、未処理水が処理材料５４に流入する際にほぼ均一の流れ及び圧力降下の領域を作り出す予備水処理多岐管７０を画定する。
【００４０】
図示される実施形態では、トレー部材５２の底面壁部分５２ａは、ほぼ円錐形であり、中央に位置する排水開口部５８の方向に、外側壁部分５２ｂから下方に傾斜している。すなわち、底面壁部分５２ａは、排水開口部５８から側壁部分５３ｂまで半径方向に傾けられている。このように構成されて、処理水は、処理材料５４を通過した後に、排水開口部５８に向けられる。更に、水入口／空気出口ポート２２を出るボトル４からの空気は、底面壁部分５２ａの底面に沿って、半径方向に上方及び外側に向けられる。処理水の流れを更に方向付けるために、底面壁部分５２ａの上面は、処理水の流れを排水開口部５８に向かって方向付ける、半径方向に延びる複数のガイドベーン７２を含む。
【００４１】
配水プレート５６は、トレー部材５２から容易に分離可能であってもよいし、又はトレー部材に恒久的に固定されていてもよい。すなわち、配水プレート５６は、処理材料５４へのアクセスを可能にするために、並びに処理材料５４の取り外し及び／又は交換を可能にするために、トレー部材５２から手で取り外し可能であってもよく、あるいは配水プレート５６及びトレー部材５２は恒久的に結合されて、処理材料５４へのアクセスを制限する、水処理物質５４のための密閉されたエンクロージャを形成してもよい。配水プレート５６及びトレー部材５２が結合されて、処理材料５４を封入する単一のユニットを形成する場合は、処理材料５４は、カートリッジ８全体を交換することによって交換することができる。図示される実施形態では、配水プレート５６は、取り外しできることが意図されている。このような方法で、処理材料５４は交換することができ、配水プレート５６及びトレー部材５２は再利用することができる。
【００４２】
図示される実施形態では、カートリッジ８は、配水プレート５６の上面６４から外側に延びるハンドル７４を含む。ハンドル７４は、ハウジング組立体６からのカートリッジ８の取り外しを促進するために、又はトレー部材５２からの配水プレート５６の分離を促進するために設けられており、これによって、水処理物質５４の交換が可能となる。
【００４３】
図示される実施形態の１つの態様では、配水プレート５６がトレー部材５２内に設置されると、水処理物質５４の周囲の縁部分がトレー部材５２と配水プレート５６との間に挟まれ、これによって、水処理物質周辺の未処理水がすり抜けるのを最小限にするシールが形成される。
【００４４】
図示される実施形態に示されるように、配水プレート５６がトレー部材５２内に作動的に配置された（すなわち、完全に密閉された）場合、トレー部材５２は、配水プレート５６を越えて上方に延びるリム部分５２ｃを含む。このような方法で、リム部分５２ｃ及び配水プレート５６は組み合わさって、未処理水を処理カートリッジ８に向かわせるための前処理回収ゾーン７５を画定する。回収ゾーン７５は、約４ｃｍ未満の、約３ｃｍ未満の、又は約２ｃｍ未満の高さ「ｈ３」（図６）を有してもよい。回収ゾーン７５は、約１リットル未満の、約０．７リットル未満の、又は約０．５リットル未満の容積を有してもよい。装置２の１つの態様によると、回収ゾーン７５の容積に対するボトル４の容積の比は、約１：１より大きい。すなわち、ボトル４の貯蔵容量は、回収ゾーン７５の容積よりも大きい。他のより具体的な実施形態では、回収ゾーン７５の容積に対するボトル４の容積の比は、少なくとも約３：１、少なくとも約５：１、又は少なくとも約７：１であってよい。
【００４５】
トレー部材５２は、処理カートリッジ８をハウジングユニット１２内に支持するために、トレー部材５２の上縁から外側に延びる環状のリップ部分５２ｄを更に含む。
【００４６】
図示される実施形態では、配水開口部６２の総断面積が配水プレート５６外辺領域で最大となるようなパターンで、配水開口部６２が設けられている。更に、各配水開口部６２のサイズは、配水プレート５６の中心から離れる方向に増大する。図示されるパターンは、配水プレート５６を通る未処理水の流速を配水プレート５６の周囲部領域で増加させることを意図したものであり、これによって、処理材料５４を通るより均一な流れを促進する。すなわち、未処理水が配水プレート５６を通過させる開口領域は、半径方向に外側に増加する。このような方法で、処理材料５４の中心領域は、未処理水の低流速に遭遇し、外側領域は未処理水のより高速な流速に遭遇し、更に排水開口部５８は中心に位置しているために、水はより均一性度の高い処理に曝される。
【００４７】
処理カートリッジ８の１つの特徴付ける態様によると、水処理物質５４は低側面を有する。すなわち、水処理物質５４は、その幅に比べて相対的に薄い。より具体的には、水処理物質５４の平均高さ（図５の「ｈ」）に対する水処理物質５４の幅（図５の「ｄ３」）の比は、一般的に約１：１よりも大きい。すなわち、典型的に、水処理物質５４はその高さよりも幅が広い。したがって、例として、仮に水処理物質５４が１／２インチ（１．２７ｃｍ）の平均高さ「ｈ」を有するなら、水処理物質５４は通常少なくとも約１／２インチ（１．２７ｃｍ）の幅ｄ３を有するであろう。より具体的な実施形態では、水処理物質５４の平均高さに対する幅の比は、少なくとも約５：１、少なくとも約１０：１、又は少なくとも約２０：１であり得る。図５に図示するように、円形又はディスク様形状を有する水処理物質５４に関しては、水処理物質５４の幅ｄ３は水処理物質５４の直径と等しいことが理解されるであろう。水処理物質５４は多様な形状及びサイズで提供されることが可能であることも更に理解されるであろう。
【００４８】
別の態様では、水処理物質５４の平均厚さに対する水処理物質５４の横の断面積の比は、少なくとも約５インチ（１２．７ｃｍ）である。より具体的な実施形態では、水処理物質５４の平均厚さに対する横の断面積の比は、少なくとも約１０インチ（２５．４ｃｍ）、少なくとも約３０インチ（７６．２ｃｍ）、少なくとも約５０インチ（１２７ｃｍ）、少なくとも約７５インチ（１９１ｃｍ）、又は少なくとも約１００インチ（２５４ｃｍ）であってよい。水処理物質５４の平均厚さに対する横の断面積の比は、約３００インチ（７６２ｃｍ）以下、約２５０インチ（６３５ｃｍ）以下、又は２００インチ（５０８ｃｍ）以下であってよい。水処理物質５４の横の断面積は、水処理物質５４の外辺部と境を接する面積である。横の断面積は、水処理物質５４を通る水５９（図５）の流れの方向に垂直に配置された平面によって画定された断面積として考えられてもよい。図５に示すように、円形又はディスク様形状を有する水処理物質５４の場合には、水処理物質５４の横の断面積は、水処理物質５４の幅ｄ３によって画定された直径を有する円の面積である。したがって、例として、仮に水処理物質５４が０．５ｃｍの平均高さ及び６ｃｍの直径を有するなら、水処理物質の平均高さに対する横の断面積の比は約５７ｃｍであろう。
【００４９】
１つの態様では、水処理物質５４は、織布材料、編布材料、又は不織布材料のうちの少なくとも１つを含んでよい。１つの実施形態では、処理材料は、活性炭のようなカーボンを含む。好適な水処理物質は、Ｃａｌｇｏｎ Ｃａｒｇｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａからＴＯＧ−ＮＤＳ ２０ｘ５０の商品名で入手可能な粒状活性炭、及びＣａｌｇｏｎ Ｃａｒｇｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａからＺｏｒｆｌｅｘ ＡＣＣの商品名で入手可能な活性炭布が挙げられる。具体的な態様において、処理物質５４は、約３／４インチ（１．９１ｃｍ）未満の厚さを有する。処理材料５４は、ディスク様形状であり得、少なくとも約５インチ（１２．７ｃｍ）の直径かつ約７インチ（１７．７８ｃｍ）以下の直径を有し得る。
【００５０】
１つの実施形態の１つの態様によると、水処理材料５４は、３／４インチの水圧（１８６．８Ｐａ）ヘッドにおいて、少なくとも約０．５ガロン／分（ｇｐｍ）の、少なくとも約０．７５ガロン／分（ｇｐｍ）の、又は少なくとも約１．０ガロン／分（ｇｐｍ）（約１．９、少なくとも約２．８、又は少なくとも約３．８Ｌ／分）の流速を有する。別の態様では、水処理材料５４は、少なくとも約４０ガロン（１５１．４Ｌ）の、少なくとも約７０ガロン（２６５．０Ｌ）の、及び少なくとも約１００ガロン（３７８．５Ｌ）の容量に対する遊離塩素低減に関するＮＳＦ標準４２を満たす。
【００５１】
図示される実施形態では、水処理カートリッジ８は、ハウジングユニット１２のリザーバ１８内に取り外し可能に配置されている。具体的な実施形態において、水処理カートリッジ８は、リザーバ１８内に緩く配置されている。このような方法で、カートリッジ８は、ユーザによってハウジングユニット１２から手で取り外しが可能であり、これによって、ユーザはカートリッジ又は処理材料５４を容易に交換することができる。
【００５２】
次に、図７を参照すると、水処理物質５４と同様の水処理物質２５４と、水処理物質２５４に固定された多孔質又は開口状態の支持構造２５５と、を含む水処理インサート２０１が示されている。図示される実施形態では、支持構造２５５は、水処理物質２５４の上面に固定されている。他の実施形態では、支持構造２５５は、水処理物質２５４の下面内又は下面上のいずれかに配置されてよい。
【００５３】
水処理インサート２０１は、トレー部材５２内に配置されるよう構成されて、水処理リザーバ１８内に向けられた水を処理する。水処理インサート２０１を通る水流の方向は、参照数字２５９によって示されている。水処理インサート２０１は、配水プレート５６と併用して使用されてもよいし、又はそれなしで使用されてもよい。すなわち、支持構造２５５は、配水プレート５６の代わりであってもよく、したがって、配水プレート５６は不必要になる。
【００５４】
支持構造２５５は、例えば紙、金属、又は合成プラスチック材料で形成され得る、例えばネット、メッシュ、スクリム、又はスクリーン様材料を含むことができる。このような材料は、開口状態及び／又は多孔質であり、これによって、水を水処理インサートに通過させる。支持構造２５５は、未処理水がより均質かつ均一に水処理物質２５４を通って流れるように未処理水を分配するよう働いてもよい。支持構造２５５はまた、水処理インサート２０１の耐久性を増強させる傾向がある。
【００５５】
図示される実施形態では、水処理インサート２０１は、一般的に水処理物質２５４の外辺部周囲で広がる任意の環状のガスケット２５７を含む。このような方法で提供されると、水処理インサート２０１がトレー部材５２内に設置される際に、ガスケット２５７はトレー部材５２とシールを形成し、これによって、水処理物質２５４を迂回する可能性がある未処理水の量を最小限にする。水処理インサート２０１にガスケット２５７が備わっている場合、水処理インサート２０１は、典型的にはトレー部材２内に設置されるが、それは、トレーがボトル４からの空気を、トレー部材５２とハウジングユニット１２の側壁１２ｂとの間のギャップを通して容易に逃がすことを可能にするためである。ガスケット２５７が省かれている場合、水処理インサート２０１は、トレー部材５２内、又はハウジングユニット１２の水処理リザーバ１８内に直接のいずれかで設置されてよい。ガスケット２５７がない場合、水処理インサート２０１はトレー部材５２又はハウジングユニット１２とシールを形成しないために、ボトル４からの空気は、水処理インサート２０１の周囲及び／又は水処理インサートを通って流れることにより逃げ得ることから、このことが可能である。
【００５６】
ここで図８ａ及び８ｂを参照すると、パウチ３６１内に封入された水処理物質３５４を含む水処理インサート３０１が示されている。パウチ３６１は、例えば金属又は合成プラスチック材料で作られた開放ネット、メッシュ、スクリム又はスクリーン様材料で作られてもよく、あるいは多孔質紙材料のような水透過性材料で作られてもよい。図示される水処理インサート３０１は、ハウジングユニット１２内に直接又はトレー部材５２内のいずれかに設置されてよく、配水プレート５６と共に又は配水プレートなしのいずれかで用いられることができる。
【００５７】
次に、図９及び１０を参照すると、図２に描かれているボトルのいずれかを表示することを意図したボトル４が示されている。更に図３を参照すると、ボトル４は、バルブ２０のいずれかから分配された処理水を受け取るよう配置されてもよい。あるいは、複数のボトル４が、バルブ２０のそれぞれから分配された処理水を同時に受け取るように、装置２内に配置されてもよい。
【００５８】
１つの望ましい実施形態では、ボトル４は、基部１４の上面上に位置する突起３０の１つとハウジングユニット１２の下で下方に延びるバルブ２０の１つとの間で固定するように配置できるように構成されている。より具体的には、ボトルの上部がバルブ２０に対して設置され、ボトル４が付属のカム面２８に沿って上方へと促される際に、ボトル４はバルブ２０を作動させるような十分な高さであるが、突起３０と関連する完全に作動したバルブ２０との間で、完全に直立した垂直位置に設置することができるほど高くはない。１つの具体的な実施形態では、ボトルは少なくとも約６．５インチ（１６．５１ｃｍ）の、少なくとも約７．０インチ（１７．７８ｃｍ）の、又は少なくとも約７．２インチ（１８．２９ｃｍ）の高さであり、かつ約８．０インチ（２０．３２ｃｍ）以下の、約７．７インチ（１９．５６ｃｍ）以下の、又は約７．５インチ（１９．０５ｃｍ）以下の高さを有する。別の具体的な実施形態では、ボトル４は概して円筒形であり、約６インチ（１５．２４ｃｍ）以下の、約５インチ（１２．７０ｃｍ）以下の、又は約４インチ（１０．１６ｃｍ）以下の外径を有する。
【００５９】
図示される実施形態では、ボトル４は、収容容器７６と、収容容器７６に取り外し可能に接続されたキャップ７８と、を含む。キャップ７８は、収容容器７６とねじ込み式に接続されている。収容容器７６は、収容容器７６の内部が洗浄のために容易にアクセスできるような幅広開口部８０を含み、キャップ７８は、バルブ２０のスリーブ部材３８に密閉状態で係合するよう構成された狭い開口部又は注ぎ口８２を含み、これによって、ボトル４が充填されることを可能にし、かつ処理水がボトル４から注がれることを可能にする。
【００６０】
１つの実施形態では、狭いキャップ開口部／注ぎ口８２は、少なくとも約０．８７インチ（２．２１ｃｍ）の、少なくとも約０．９１インチ（２．３１ｃｍ）の、又は少なくとも約０．９４インチ（２．３９ｃｍ）の直径であり、かつ約１．０６インチ（２．６９ｃｍ）以下の、約１．０１インチ（２．５７ｃｍ）以下の、又は約０．９８インチ（２．４９ｃｍ）以下の直径を有してもよい。１つの実施形態では、ボトル４は、少なくとも約０．２５リットルの、少なくとも約０．５リットルの、又は少なくとも約０．７５リットルの容積を有し、かつ約１．７５リットル以下の、約１．５リットル以下の、又は約１．２５リットルの以下の容積を有する。
【００６１】
１つの態様では、装置２は、処理水のための装置の貯蔵容量よりも少ない、未処理水の貯蔵容量を有する。すなわち、装置２は、未処理水よりも処理水に関してより大きな保持能力を有する。処理水の貯蔵容量は、未処理水の貯蔵容量よりも１．５倍大きくてもよく、２倍大きくてもよく、又は２．５倍大きくてもよい。未処理水の貯蔵容量は、例えば、水が水処理物質５４に入る前のトレー部材５２の容積であり得、処理水の貯蔵容量は、ボトル４の総計容積であり得る。１つの態様では、未処理水の貯蔵容量は、処理前の回収ゾーン７５の容積と結合させた予備水処理多岐管７０の容積であり得る。
【００６２】
図示される実施形態では、ボトル４は、基部１４の傾斜したカム面２８上の突起３０の１つと噛合する戻り止め８６を有する底面８４を含み、それによって、ボトル４は、戻り止め８６が突起３０に到達するときに、所定の位置にはめられる。このような方法で、戻り止め８６及び突起３０は、ボトル４が装置２に適切に設置されたという指示をユーザに提供する。ボトル４が適切に設置されると、ボトルは突起３０と関連するバルブ２０との間でぴったりと保持され、バルブ２０は開放するように作動される。
【００６３】
図示される実施形態では、ボトル４は、注ぎ口８２にぴったりとはまり込むよう構成されたストッパ９０を含む可撓性ストラップ８８を含み、これによって、注ぎ口８２を繰り返し開閉させる。ストラップ８８は、回転自在にボトル４に接続されて、注ぎ口８２へのアクセスを妨害しないような第一位置と、ストッパ９０が注ぎ口８２に挿入及び注ぎ口８２から取り外されることができるような第二位置との間で、ストラップ８８が選択的に移動されることを可能にする。
【００６４】
図示される実施形態では、ストラップ８８は、キャップ７８の反対側に収容された一組の非対称のキー溝９２と、ストラップ８８の端部から内側に延びる一対の適合する突起９６によってボトル４に取り外し可能に接続されている。ストラップ８８がキャップ７８に接続されるために、突起９６は、キー溝９２と整列していなければならない。キー溝９２及び突起９６の非対称性のために、これは、ストッパ９０がキャップ７８の下に（すなわち、注ぎ口８２の反対側に）直接配置されるようにストラップ８８を逆さまに配置させることによってのみ実行され得る。このように配置されることで、突起９６は、キー溝９２に挿入され得、これによって、ストラップ８８がキャップ７８に接続されることを可能にする。ストラップ８８をキャップ７８に接続されたままにするために（すなわち、突起９６がキー溝９２から抜け出てしまうことを防止するために）、ストラップ８８は回転される。ストラップ８８が回転されると、突起９６はキー溝９２に固定される。したがって、突起９６がキー溝９２にはめ込まれるよう適切に向けられたときにのみ、ストラップ８８はキャップ７８に取り付けられ、又はキャップ７８から取り外され、これは、ストラップ８８がキャップ７８の下で直接回転及び配置されるときにのみ達成され得る。したがって、キャップ７８が収容容器７６に固定され、収容容器７６がキャップ直下のスペースを占有している場合は、ストラップ８８をキャップ７８から取り外すことはできない。すなわち、収容容器７６は、ストラップ８８をキャップ７８から分離させるような位置にストラップ８８が回転することを防止する。
【００６５】
ストラップをキャップに取り外し可能に取り付ける他の方法も企図される。例えば、キャップは、ストラップ上のキーに滑動可能に噛合する細長いキー溝路を含んでもよく、かくして、キャップが収容容器に固定されると、キー溝路の端部が収容容器によって塞がれ、これによって、キーが溝路内に保持される。このように、キャップが収容容器から取り外されたときにのみ、ストラップはボトルに接続し、又はボトルから取り外され得る。
【００６６】
次に、図１１ａ〜ｃを参照すると、装置２の操作が示されている。図１１ａは、１本のボトル４が装置２内に据え付けられようとしている待機モードにある装置を示している。バルブ２０のそれぞれは、水がバルブ２０を通過することができないよう閉鎖されている。ボトル４は、注ぎ口８２がスリーブ部材３８の周りに配置されるような角度で傾けられる。次に、ボトル４の底部の戻り止め８６が突起３０上の所定の位置に固定されるまで、ボトル４の底部は、傾斜した表面２８に沿って上方に滑動される。これと同時に、スリーブ部材３８は、バルブ２０を開くためにボトル４によって上方に促され、キャップ７８の注ぎ口８２は、スリーブ部材３８とシールを形成する。これで、ボトル４は装置２内に据え付けられる。
【００６７】
図１１ｂに示されるように、少なくとも１本のボトル４が装置２内に据え付けられると、未処理の水道水１００がリザーバ１８に流入され得る。これは、例えば、装置２を直接蛇口の下に設置することによって、又はそれ以外の方法で水道水の流れをリザーバ１８に向けることによって、達成されることができる。次に、未処理水１００は、配水プレート５６内の配水開口部６２を通り、水処理物質５４を通って、処理カートリッジ８の底部に位置する排水開口部５８から流れ出る。その後、処理水１０２は水入口／空気出口ポート２２を通り、バルブ２０を通り、水出口／空気入口ポート２６を通って、ボトル４に流入する。ボトル４及びスリーブ部材３８は気密シールされているために、ボトル内に閉じ込められた空気１０４が逃げるための唯一の方法は、水出口／空気入口ポート２６を通って上方に流れ、バルブ２０を経て、水入口／空気出口ポート２２から流れ出ることである。ここから、排出された空気は、トレー部材５２の底部５２ａに沿って上方及び外側に流れ、次に装置２の上部から出るまでトレー部材５２の側面５２ｂに沿って上方に流れる。
【００６８】
次に、図１１ｃを参照すると、ボトル４が処理水１０２で充填されると、ボトル４への処理水の流れは自動的に止まる。これは、ボトル４内の水レベルが、スリーブ部材３８の底部に到達したときに起こる。満杯のときに、ボトル４は、水の上部とスリーブ部材３８との間に閉じ込められた少量の空気を含む。次いで、満杯のボトル４は、ボトル４が突起３０から外されるまでボトル４の底部を外側に引くことによって取り外されることができ、これによって、ボトル４の底部が傾斜した表面２８を滑り落ちる際に、ボトル４を外側に回転させることができる。これと同時に、スリーブ部材３８は下方に滑動し、これによって、バルブ２０が閉まる。ここでバルブ２０が閉められることによって、ボトル４が装置２から取り外される際に、バルブ２０内に残存するいかなる水も排出されることが回避される。処理水１０２は、このときに直ちに消費されてもよいし、又は後で使用するために、処理水１０２が保存され及び／又は移送され得るように、ボトル４を閉じるためにストッパ９０が注ぎ口８２に設置されてもよい。
【００６９】
ボトル４、ハウジング組立体６、及び処理カートリッジ８は、飲料液体の処理、分配、又は収容での用途に適した任意の材料から構成され得る。ボトル４、ハウジング組立体６、及び処理カートリッジ８は、装置２の可搬性を促進するために、軽量である材料を用いて構成されてよい。好適な材料には、例えば、液体容器に通常用いられる熱可塑性ポリマー材料などのような合成プラスチック材料が挙げられる。好適な熱可塑性ポリマー材料には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリプロピレンなどを挙げることができる。具体的な実施形態では、熱可塑性ポリマー材料は透明であってよく、再利用できるようにするための滅菌に耐える十分な強度を有し得る。熱硬化性プラスチック、複合材、金属、及びこれらの組み合わせなど、その他の好適な材料も使用できる。ガラス及びガラス様材料、セラミック材料、金属、並びに金属合金が、ボトル４、ハウジング組立体６、及び／又は処理カートリッジ８の構成体に用いられてもよい。
【００７０】
上述の発明には、発明の概念から逸脱することなく様々な変更や修正ができることは、当業者には理解されよう。したがって、本発明の範囲は、本願に記載の構造に限定されるべきものではなく、「特許請求の範囲」の文言により述べられる構造及びそうした構造の均等物によってのみ限定されるものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理装置と接続させて用いるための水ボトルであって、少なくとも約０．８７インチ（２．２１ｃｍ）の直径かつ約１．０６インチ（２．６９ｃｍ）以下の直径を有する円形開口部と、少なくとも約６．５６インチ（１６．６６ｃｍ）の高さかつ約８．０２インチ（２０．３７ｃｍ）以下の高さと、を有する、水ボトル。
【請求項２】
前記ボトルが、前記装置の前記基面上に含まれる突起と噛合する戻り止めを有する底面を含み、前記ボトルが所定の位置にはまり、これにより、前記ボトルが前記装置内に適切に据え付けられたことに関する表示を使用者に提供する、請求項１に記載の水ボトル。
【請求項３】
前記ボトルが収容容器を含み、前記収容容器に取り外し可能に接続されたキャップを更に含む、請求項２に記載の水ボトル。
【請求項４】
前記収容容器が前記開口部を含み、前記キャップが注ぎ口を含む、請求項３に記載の水ボトル。
【請求項５】
前記ボトルに可動式に接続されたストラップを更に含む、請求項４に記載の水ボトル。
【請求項６】
前記ストラップが、前記注ぎ口を閉鎖／密閉させるためのストッパを含む、請求項５に記載の水ボトル。
【請求項７】
前記キャップが、前記ストラップの前記端部を回転自在に受け取るための一対の非対称性キー溝を含む、請求項６に記載の水ボトル。
【請求項８】
前記ボトルが、概ね円筒形であり、前記ボトルが、約４インチ（１０．１６ｃｍ）以下の外径を有する、請求項７に記載の水ボトル。
【請求項９】
前記ボトルが、少なくとも約０．７５リットルの容積かつ約１．２５リットル未満の容積を有する、請求項７に記載の水ボトル。
【請求項１０】
前記ボトルが再利用可能である、請求項８に記載の水ボトル。
【請求項１】
水処理装置と接続させて用いるための水ボトルであって、少なくとも約０．８７インチ（２．２１ｃｍ）の直径かつ約１．０６インチ（２．６９ｃｍ）以下の直径を有する円形開口部と、少なくとも約６．５６インチ（１６．６６ｃｍ）の高さかつ約８．０２インチ（２０．３７ｃｍ）以下の高さと、を有する、水ボトル。
【請求項２】
前記ボトルが、前記装置の前記基面上に含まれる突起と噛合する戻り止めを有する底面を含み、前記ボトルが所定の位置にはまり、これにより、前記ボトルが前記装置内に適切に据え付けられたことに関する表示を使用者に提供する、請求項１に記載の水ボトル。
【請求項３】
前記ボトルが収容容器を含み、前記収容容器に取り外し可能に接続されたキャップを更に含む、請求項２に記載の水ボトル。
【請求項４】
前記収容容器が前記開口部を含み、前記キャップが注ぎ口を含む、請求項３に記載の水ボトル。
【請求項５】
前記ボトルに可動式に接続されたストラップを更に含む、請求項４に記載の水ボトル。
【請求項６】
前記ストラップが、前記注ぎ口を閉鎖／密閉させるためのストッパを含む、請求項５に記載の水ボトル。
【請求項７】
前記キャップが、前記ストラップの前記端部を回転自在に受け取るための一対の非対称性キー溝を含む、請求項６に記載の水ボトル。
【請求項８】
前記ボトルが、概ね円筒形であり、前記ボトルが、約４インチ（１０．１６ｃｍ）以下の外径を有する、請求項７に記載の水ボトル。
【請求項９】
前記ボトルが、少なくとも約０．７５リットルの容積かつ約１．２５リットル未満の容積を有する、請求項７に記載の水ボトル。
【請求項１０】
前記ボトルが再利用可能である、請求項８に記載の水ボトル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１１ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１１ｃ】
【公表番号】特表２０１３−５０６６０７（Ｐ２０１３−５０６６０７Ａ）
【公表日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３２３４３（Ｐ２０１２−５３２３４３）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５１０５２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４１６３３
【国際公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５１０５２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４１６３３
【国際公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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