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一种水处理筒(2)包括添加剂通道(60)，设置为使只有通过该筒(2)的水的一些通过添加剂通道(60)。该添加剂通道(60)包括用于自动地将添加剂释放到通道的水中的装置(72)。该添加剂通道设置为控制添加剂剂量。该筒还可以包含水处理或者过滤介质。

1.  一种水处理筒，包括添加剂通道，设置为使得只有通过所述筒的水的一些通过所述添加剂通道，其中所述添加剂通道包括用于自动地将添加剂释放到其中的水中的装置。

2.  根据权利要求1所述的水处理筒，其中所述筒还包括用于处理通过所述筒的水的水处理介质。

3.  根据权利要求2所述的水处理筒，其中所述添加剂通道的入口设置在主筒入口的下游。

4.  根据权利要求3所述的水处理筒，其中所述添加剂通道设置为在由所述水处理介质至少部分地处理后选择流过所述筒的水的一部分。

5.  根据权利要求3或4所述的水处理筒，其中所述添加剂通道的所述入口设置在所述水处理介质的底部或者下游。

6.  根据权利要求2至5的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂通道设置成绕过一些或者全部所述水处理介质。

7.  根据权利要求2至6的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂通道的入口嵌入所述水处理介质中。

8.  根据权利要求2至7的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂通道的出口设置成与所述水处理介质的底部或者下游齐平。

9.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其设置为使得离开所述添加剂通道的水在离开所述筒之前与剩余的通过所述筒的水混合。

10.  根据权利要求2至9任何一项所述的水处理筒，其中通过所述处理介质和所述添加剂通道的水供给到限定在所述筒的所述底部中的排放空间。

11.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中用于自动释放添加剂的所述装置包括用于添加剂释放片剂的保持器或者保持件。

12.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中用于自动释放添加剂的所述装置包括暴露到所述添加剂通道中水的添加剂释放片剂。

13.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂通道构造为有最小压力，在该最小压力之下，水不能到达所述添加剂释放装置。

14.  一种水处理筒，其包括当暴露到水中时用于自动释放添加剂的装置，和添加剂通道，其设置为选择通过所述筒的水的一部分并且当存在最小水压时，将所述选择的部分暴露到所述添加剂释放装置。

15.  根据权利要求13或14所述的水处理筒，其中所述添加剂通道设置成包括在到达所述添加剂释放装置之前水必须流过的提升管部分。

16.  根据权利要求13、14或15所述的水处理筒，其中所述添加剂通道要求所述选择的部分的水在其可能通常向下/由重力流到出口之前，从入口通常向上/对抗重力流动。

17.  根据权利要求16所述的水处理筒，其中所述添加剂释放装置设置成与通过所述添加剂通道的向下的水流接触。

18.  根据权利要求13至17的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂通道的所述出口设置成与所述入口相隔离。

19.  根据权利要求18所述的水处理筒，其中所述添加剂通道设置为使得上升的水位能进入所述入口和所述出口，因此邻近所述添加剂释放装置在所述添加剂通道中建立气塞。

20.  根据权利要求1至12的任何一项所述的水处理滤筒，其构造为使得通过所述筒的水流分成用于主流道的多数部分和用于构成所述添加剂通道的副流道的少数部分。

21.  一种水处理筒，包括用于将通过所述筒的水流分成用于主流道的多数部分和用于副流道的少数部分的装置，其中所述副流道包括用于自动地将添加剂释放到水中的装置。

22.  根据权利要求20或21所述的水处理筒，其中所述副流道包括在所述主流道内的入口。

23.  根据权利要求20、21或22所述的水处理筒，其中所述副流道提供与所述主流道中的水流平行并且与所述主流道中的水流相独立的水流。

24.  根据权利要求20至23的任何一项所述的水处理筒，其中所述主流道包括水处理介质。

25.  根据权利要求24所述的水处理筒，其中所述副流道绕过至少一些所述水处理介质。

26.  根据权利要求20至25任何一项所述的水处理筒，其中所述少数部分包括不超过通过所述筒的总流量的10％，优选地为5％或者更少。

27.  根据权利要求20至26的任何一项所述的水处理筒，其中所述流道设置为在所述多数部分和所述少数部分之间维持恒定比率。

28.  根据权利要求20至27的任何一项所述的水处理筒，其中所述副流道通过装配在所述筒中的大体管状的插入物形成。

29.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂通道构造为确保大致全部通过其的水与所述添加剂释放装置接触。

30.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂释放装置提供一种或者多种从包括以下的组选择的改善添加剂：维他命、矿物质、抗氧化剂、草药、顺势治疗药、益生菌、抗生素和调味品。

31.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂释放装置提供与所述添加剂通道中的水的体积大体成比例的添加剂剂量。

32.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂释放装置设置为具有暴露到通过所述添加剂通道的水中的预定表面积。

33.  根据权利要求32所述的水处理筒，其中所述暴露的表面积限制成能够发生添加剂释放的全部表面积的一定比例。

34.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂释放装置构造为使得控制使用中暴露到水中的添加剂块的表面积以便控制添加剂释放的速率。

35.  一种水处理筒，包括用于将添加剂释放到水中的添加剂释放构造，所述添加剂释放构造包括添加剂块，其中控制使用中暴露到的水中的所述添加剂块的表面积以便控制添加剂释放的速率。

36.  根据权利要求34或35所述的水处理筒，其中能够发生添加剂释放的所述添加剂块的所述暴露的表面积设置为随着释放所述添加剂逐步地增加。

37.  根据权利要求34、35或36所述的水处理筒，其中所述添加剂释放装置或者构造成形为使得当逐步释放所述添加剂时维持添加剂释放的速率大致均匀。

38.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂在水中是可溶解的。

39.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述添加剂通过具有保持可溶解性添加剂物质的不可溶解性基底基质的片剂提供。

40.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述片剂设置在所述添加剂通道中，使得所述通道中的水仅与其一面接触。

41.  根据权利要求1至39的任何一项所述的水处理筒，其中所述片剂设置在所述添加剂通道中，使得所述通道中的水与其两面接触。

42.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其是重力供给筒。

43.  根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒，其中所述筒主体的出口限制为控制通过所述筒的水流。

44.  一种水处理容器，包括根据前述权利要求的任何一项所述的水处理筒。

45.  装配根据权利要求47所述的水处理容器，其构造为存储已处理的水，并且可选择地冷却和/或加热所述已处理的水。

46.  根据权利要求44或45所述的水处理容器，包括用于未处理的水的储存器。

水处理筒
本发明涉及水处理筒，特别是用于在家用的水壶和烧水罐中使用的用于净化、过滤和改善饮用水的筒。
众所周知，提供水处理筒可以从引用水中去除有害杂质，因此减少了由供水中存在的污染物引起的任何潜在的与健康有关的影响。通常，这种筒包括活性炭和/或离子交换树脂。活性炭去除可以导致味道和气味问题的大多数有机化合物和由自来水公司执行的消毒处理而产生的氯。离子交换树脂通过将水中的污染物离子交换成树脂中存在的离子而起作用，因此允许减少或者去除诸如镉、铅、铜、锌、钙、镁、硝酸盐和碱度等无机物质。水中的钙、镁和碱度的存在可以导致硬度。硬水具有对冲洗和洗涤的有害影响，而且在例如茶杯中的热水的表面形成讨厌的浮渣。
消费者关心自来水对他们健康的潜在负面影响，这已经导致了家用水处理筒的增长使用。
在WO 99/26883中已经提出进一步设法例如通过将改善添加剂引入家用过滤水中来改善饮用水的健康效益。这样的添加剂可以提供香味或者某种饮食补充物。在该提议中，水过滤壶装配了泵动式分配器，该泵动式分配器允许用户将包括例如矿物质、维他命、顺势治疗药和草药的预定量的液体饮食补充物加入到水壶底部的过滤水中。在该系统中，用户必须记得将添加剂分配到过滤水中。然而，申请人已经认识到，取决于例如分配频率、过滤速率和分配周期之间倒出水壶的水量，在给定体积水中的添加剂量不是恒定的。例如，当过滤水储存器充满时，用户分配添加剂，随后仅倒出一些水。然后在接下来的时间，在剩余的水倒出以前可能将更多的添加剂不注意地分配到剩余的水中，因此增加了添加剂剂量。
例如在WO 2005/092798中也已经提出在过滤器的底部设置定剂量胶囊，以便过滤水通过该胶囊从筒中排出并且补充以矿物质或者其它促进健康添加剂。然而这种构造有几个缺陷。由于释放速率依赖流量且因此依赖进入筒的水的压头，因此不可能精确地控制每单位体积已处理的水从胶囊释放的添加剂量。通过该胶囊的相对大体积的水可以导致添加剂耗尽过快，因此需要频繁地更换胶囊。当从过滤器接收水的接收器充满和筒部分浸没时也可能存在问题。然后在筒底部浸没的胶囊可以持续将添加剂释放到水中，因此能够发生过剂量。
根据第一方面，本发明提供包括添加剂通道的水处理筒，添加剂通道设置为使只有通过该筒的水的一些通过该添加剂通道，其中该添加剂通道包括用于自动将添加剂释放到其中的水中的装置。
因此可以看到，在不需要用户分配添加剂的情况下，本发明提供用于自动地将添加剂释放到通过筒的水中。这明显优于用户选择分配多少添加剂的系统。特别重要的是，当添加剂是饮食补充物或者与健康有关的物质时，加入均匀的剂量，以避免过剂量。
此外可以看到，根据本发明，仅选择的部分的通过筒(即进入添加剂通道)的水补充添加剂。这样可以允许更好地控制水怎样与添加剂释放装置相互作用。优选地，选择的部分是少数部分。申请人认识到将选择的部分的流过筒的水分隔以进入添加剂通道是可以限制将一定剂量的添加剂释放到其中的水量的一种方法。这使得更容易控制用于通过筒的给定体积的水的剂量，特别是与被处理的水的体积相比添加剂剂量相对小的情况。如果使用可溶解的添加剂物质，可以期望减小溶解速率以便添加剂源持续更久。这可以通过限制进入添加剂通道的水量而实现。还有利的是限制流过添加剂释放装置的水量及其流量，其中释放机构是相对缓慢的，例如其中添加剂需用一些时间浸出。
当然通过添加剂通道的部分可以在筒中(如优选的)或者在他们从筒排出后与剩余水混合。通过任一方式，一定剂量的添加剂稀释在全部体积中。
根据本发明的筒恰好可以用于将期望的添加剂加到通过他们的水中。然而在优选的实施例中，筒包括用于例如通过去除一种或者多种污染物来处理通过该筒水的水处理介质。优选地，这种水处理介质包括一个或者多个多孔过滤器、过滤器颗粒床和/或任何其它适合的净化装置。在优选的实施例中，处理介质包括炭和离子交换树脂。因此除了添加添加剂以外，该筒优选地具有与熟知的饮用水过滤筒相类似的功能。
优选地，水处理筒是重力供给筒。这意味着通过在筒之上的储存器中(例如在液体处理容器中)保持的水的压头和通过由筒引起的流阻，完全确定通过该筒的流速。因此应该理解，当筒设计用于在具有已知大小的未处理水的储存器的特别容器中使用且该筒的流阻已知时，通过该筒的平均流速也可知。这允许使用适合的添加剂释放装置，例如使用具有特别的添加剂释放速率的添加剂释放装置，以便提供每单位体积流过该筒的水的预定剂量。
适合的重力供给筒包括具有在其上端的用于接收需处理水的入口和在其下端的用于排放已处理的水的出口的筒主体。包括液体处理颗粒床的水处理介质可以包含在筒主体中，颗粒与出口相间隔而支撑，以便限定水处理介质颗粒之下的排放空间。添加剂通道可以嵌入水处理介质中。该通道可以具有入口，所述入口相对于经过处理颗粒的水流控制进入通道的水流。进入添加剂通道的水流可以依赖水的压头。添加剂通道可以设置为将水排到颗粒之下的排放空间中。
筒主体的出口也可以限制为控制通过筒的液流。可以期望改变从筒排放的水的流量以便增加在处理或者过滤介质中的驻留时间。
添加剂通道可以包括任何适合的构造用于将总通过量的一定体积分隔并且当其接纳添加剂时将其隔离。筒可以布置为当水通过该筒时，在任何阶段选择和分隔部分水。
在第一组实施例中，通过筒的水流分成用于主流道的多数部分和用于构成添加剂通道的副流道的少数部分。
这在其本身的权利中是新颖的且有创造性的，因此根据第二方面，本发明提供了水处理筒，其包括用于将通过筒的水流分成用于主流道的多数部分和用于副流道的少数部分的装置，其中副流道包括用于自动将添加剂释放到水中的装置。
添加剂可以加入筒通过量的少数部分中，同时多数部分仅直接通过。然而优选地通过筒的主流道包括如以上描述的水处理介质。
因此可以看到，在这样的构造中，水处理筒具有用于自动将添加剂释放到通过筒的水中的专门流道。
筒可以布置为通过任何适合的装置分割水流，例如其可以包括分割的入口或者对于主流道和形成添加剂通道的副流道的分开的入口。进入副流道的水流通过其入口的尺寸或者通过阀门控制。当然，对于副流道的入口可以包括一个或者多个入口开口。提供对于副流道的分开的入口允许从主要通过量中虹吸少数部分水。通过副流道的水量设置成总通过量的相对较少的部分，以便确保处理(例如过滤)多数部分。优选地，少数部分包括不超过通过筒的总流量的10％，更优选地为5％或者更少。这样确保筒的总体处理性能(即大量净化和添加剂释放)没有有害影响。
在前述实施例的子集中，通过装配在筒中的大体管状插入物形成副流道。该插入物可以装备一个或者多个入口，其确定进入副流道的流量。入口的尺寸选择为限制流入副流道的通流的部分。根据自动释放装置的类型(例如添加剂的释放速率或者溶解度)并且根据具体添加剂的期望剂量可以配置副流道且因此配置在少数部分中的水量。因此不同的筒可以设计用于不同添加剂片剂。然而优选地，副流道提供用于通过筒的给定体积的固定的少数部分水。这允许对于不同的应用使用相同的筒结构，但自动释放装置(例如片剂)设计为提供适合的添加剂剂量。因此插入物可以配置为接收不同的添加剂释放装置。
在优选的实施例中，添加剂通道有利地设置为保持添加剂释放装置与处理介质分开，并且防止添加剂释放装置和处理介质之间的会有害影响任一方的任何反应。例如添加剂通道的出口优选地在处理介质的下游，以便释放到选择的或者少数的流部分的添加剂不被水处理介质去除。在添加剂通道包括副流道的实施例中，，筒设置为将主通过量的一部分分成沿副流道通过的平行的、独立的流。换句话说，副流道可以绕过一些或者甚至全部水处理介质。
优选地，将用于添加剂通道的输入设置在主筒入口的下游。这可以允许用于筒的常规入口保持不变。用于添加剂通道的输入可以设置在处理介质之上，但是优选地添加剂通道及其入口嵌入处理介质中。这样确保添加剂通道的入口容易地润湿并且可以有助于避免不希望的气塞形成。在添加剂通道包括以上描述的副流道的实施例中，优选地维持多数部分和少数部分之间的恒定比率。添加剂通道还可以有利地设置为在已经部分处理流过筒的水(例如由水处理介质过滤)后选择一部分流过筒的水。这意味着全部离开筒的水经历了一定程度的过滤并且已经给予了添加剂。
因此，添加剂通道可以绕过全部或者一些处理介质。然而在另一组实施例中，添加剂通道根本不绕过处理装置，而允许水进行完全地处理，例如过滤和用添加剂改善两者。
筒可以包括用于选择部分已处理的水通过添加剂通道的任何合适的装置。例如可以提供分割的流道，如关于之前的实施例已经描述：例如分开的出口或者离开路径，但其可以设置成在水最终离开筒以前会聚。
然而，申请人认识到替代以上的方案对水进入添加剂通道的时间以及水进入的程度提供更多的控制。因此在一些优选的实施例中，添加剂通道构造成具有最小压力，在该最小压力之下水不能到达添加剂释放装置。由此在任何水能够进入添加剂通道之前或者一旦水已经进入该通道在其能够与添加剂源接触之前，必须在筒(和任何储存器)中有水的最小压头。
这被认为在其本身的权利中是新颖的且有创造性的，因此根据另一方面，本发明提供了水处理筒，该水处理筒包括当暴露到水中时用于自动释放添加剂的装置，和设置为选择一部分通过该筒的水并且当存在最小水压时将该选择的部分暴露到添加剂释放装置的添加剂通道。
因此应该理解，如果有足够大的压头，例如在筒之上的储存器中的足够大体积的水，将仅选择一部分通过该筒的水来接收添加剂。有利地，这样可以防止诸如意外滴入筒中的小通流过剂量。添加剂仅释放到筒设计用于处理的一定体积的水中。
其次，应该理解，当水通过筒时，压头将下降。因此在筒的工作循环的第一周期期间，仅发生到添加剂源的水的选择和流动。一旦大部分设计的体积已经通过该筒，就已经接收了添加剂剂量。一旦压力降落到最小值以下(例如当筒之上的储存器排空时)，将停止流过添加剂释放装置。这意味着在筒使用循环之间可以保持释放装置干燥。这可以有助于防止例如添加剂片剂过早降解。
当在具有周期性充满和排空的固定体积储存器的器具中使用该筒时，最多地实现这些优点。
当已处理的水的水位升高到浸没筒底部时，最小压力要求还可以防止已经通过筒的水再进入添加剂通道。
有几种获得要求最小压力以便导致添加剂释放到选择的体积的水中的结果的方法。例如在添加剂通道的入口处可以使用诸如片状阀的压敏阀。可选择地可以在添加剂通道中使用压敏阀构造以便控制访问添加剂释放装置。换句话说，压力标准可以应用于选择一定体积的水或者其暴露到添加剂释放装置。
然而，优选地，添加剂通道设置成包括在添加剂释放装置之前的提升管部分，该提升管部分要求选择的部分在通常向下(由重力)流到出口之前，从入口通常向上(对抗重力)流动。优选地，添加剂释放装置设置成与向下的水流接触。明显地通过提升管部分，在入口之上的水压头必须至少与提升管的垂直长度一样高，以便水克服该压头以到达添加剂释放装置。只要该压头存在，水将沿提升管向上流并且进入其可以接触添加剂释放装置的管或者区域。流量依赖最小压力以上的水压头和添加剂通道的最小口径。
有许多包括描述类型的提升管部分的可能的结构。例如提升管部分可以是在其上端开放的管，以便水溢流进包含添加剂释放装置的较大的管或者腔中；或者该提升管可以形成弯曲的或者有角度的管的一条支腿，该支腿经历方向反转，诸如倒转的U形或者J形。
优选地，添加剂通道的出口设置成与入口隔离。在一些优选的实施例中，出口设置为使得如果筒底部浸没，则水可以进入提升管部分和出口部分。这可以有助于接近添加剂释放装置在添加剂通道中建立气塞，因此不管水位上升多高，添加剂释放装置都保持干燥。这样防止在添加剂释放装置(例如添加剂片剂)和水之间可以导致剂量过大和过早片剂降解的长时间接触。
在优选的实施例中，筒是重力供给筒，具有添加剂通道，设置为使得只有一些通过筒的水通过该添加剂通道，其中添加剂通道包括用于将添加剂自动地释放到其中的水中的装置，诸如暴露到添加剂通道中的水的添加剂释放片剂。主流道和添加剂通道可以设置为通过共同的微粒过滤器离开筒。在一些优选的实施例中，主流道和添加剂通道都供给在水过滤介质之下在筒中限定的排放空间。优选地，网或者格栅提供在排放空间的底部，例如在邻近出口的筒主体的底部，以便保持在水流中已经携带的任何过滤介质和/或添加剂片剂微粒。格栅经常提供在标准水处理筒的底部内。这样可以省去对在添加剂通道中分开的过滤器或者网的需要。有利地这种构造可以防止任何过滤介质和/或未溶解的添加剂片剂微粒阻塞筒出口或者从筒流失。
附加地或者分别地，添加剂通道可以包括用于未溶解添加剂片剂微粒的过滤器。这种过滤器可以包括多孔膜或者仅是粗的网或者格栅以便防止来自添加剂配方的任何微粒在添加剂流中携带。在一些实施例中，多孔覆盖物或者外壳设置在添加剂释放装置的暴露表面上。这可以用于将添加剂片剂包住并保持在一起，并且保持住任何碎片。在一些实施例中，该外壳可以是多孔尼龙网。在其它实施例中，网设置在添加剂通道中以便支撑片剂，并且保持任何脱离的微粒。
优选地，添加剂释放装置提供一种或者多种从包括以下的组选择的增强添加剂：维他命、矿物质、抗氧化剂、草药、顺势治疗药、益生菌、抗生素和调味品。
通过任何适合的方法，例如通过选择性膜、渗透、化学反应或者物理相互作用，改善添加剂可以加入选择的部分的水。无论什么用于释放的机构，优选地，添加剂释放装置提供与添加剂通道中的水的体积大体成比例的添加剂剂量。在优选的实施例中，这可以通过使用可溶解在水中的添加剂源以简单的方式而得到。这种添加剂源可以形成为可溶解片剂或者包含在本身可溶解或者使用中另外破裂的胶囊中。优选地，添加剂源包括具有保持可溶解添加剂物质的不可溶解基质(例如网状的，如纤维素基底)的片剂。在这种构造中，由此水导致添加剂从添加剂释放片剂的基底浸出。
由于水流中的搅动可以影响溶解或者浸出的速率，所以期望片剂或者胶囊不可以移动。因此，筒可以包括用于片剂的保持器或者保持装置以便确保固定流过源的水量。
根据优选的实施例，在添加剂释放装置包括固体片剂的情况下，该固体片剂可以设置在添加剂通道中使得通道中的水仅与其一面接触。然而，在一些优选的实施例中，片剂保持为使得水可以流过其两面。有利地，这样可以增加润湿的区域并因此增加剂量速率。在任一种情况中，优选地添加剂通道构造有例如适合的挡板或者突出物，以便确保其中的全部水与面中之一接触。
然而申请人已经发现，位于水流道中的添加剂释放片剂在其整个寿命期间，即使通过片剂的流速恒定，也不提供均匀的添加剂释放速率。这是因为已经发现添加剂释放速率依赖添加剂片剂的表面积和可溶解添加剂材料的剩余体积。后者是添加剂通过不可溶解基底基质产生的迁移的因素。当结合时，这两种现象可以给出高度非线性添加剂释放。然而，在本发明的优选实施例中，用于自动释放添加剂的装置构造为使得控制使用中暴露到水中的添加剂块的表面积以便控制添加剂释放的速率。
应该理解，在水处理筒或者任何其它的用于由添加剂改善水的系统中，每当片剂形式的释放装置用于将添加剂释放到水中时，控制添加剂的释放速率的问题都会存在。因此将该特征认为在其本身的权利中是新颖的和有创造性的，因此根据又一方面，本发明提供了用于将添加剂释放到水中的包括添加剂块的添加剂释放构造，其中控制使用中暴露到水中的添加剂块的表面积，以便控制添加剂释放的速率。
根据本发明的该方面，发现通过控制暴露的表面积可以使释放添加剂的速率更恒定。
在本发明的全部之前方面的优选实施例中，能够发生溶解/添加剂释放的添加剂块的暴露的表面积限制成全部表面积的一定比例。这可以通过添加剂块自身而获得-例如部分覆盖表面的合适的盖、涂层或者密封层。同样可以根据怎样安装添加剂块而决定-例如在水处理筒中。通过将用于添加剂释放的可利用的表面积(例如暴露到水中的面积)限制成添加剂的表面积的一定比例，释放添加剂到水中的速率对减少整个添加剂块的表面积有较弱的依赖，给出释放速率的更好控制。
暴露的表面积可以为固定的绝对值(虽然当添加剂浸出时其以全部表面积的一定的比例自然增长)。然而发现，如果绝对的暴露表面积设置成随着添加剂逐步地从添加剂块滤出而增长，以补偿释放速率对于剩余的添加剂体积的依赖，那么添加剂释放的全部速率保持更均匀。因此优选地，包含在添加剂块中的添加剂物质的暴露的表面积设置成随着添加剂块的溶解而增加。通过添加剂片剂的外壳可以获得增加的暴露表面积，但是优选地，片剂形状(且因此下面的基底基质的形状)适于随着添加剂块浸出而产生增加的暴露表面积。在优选的实施例中，因此固体形式的形状为使得当添加剂逐步从添加剂块浸出时，添加剂释放的速率维持基本是均匀的。应该理解，可以使用固体形式的许多不同的总体形状，但是优选地该形状是包括朝向暴露面的锥形物的形状。因此当添加剂从基底基质的去除时，将增加用于添加剂释放的可利用的面积。清楚地可以经验地确定精确的形状以便给出最期望的释放曲线。在一些优选实施例中，例如片剂是具有由截头顶部提供的暴露表面的截头圆锥体。可以将侧面涂覆或者覆盖。当添加剂逐步释放出基底基质时，用于添加剂物质的剩余体积的可用表面积朝圆锥体底部增加。这样可以设计为随着添加剂的用尽而补偿剩余添加剂的减少量。
根据优选的实施例，通过将添加剂片剂提供在具有可控水流的其本身的流道中，如前所述的，添加剂通道也可以设置为一旦一定量的水已经接收添加剂剂量则保持片剂干燥，因此防止过量的剂量。这在筒至少部分地浸入已处理的水中的构造是特别有利的。为了在诸如水壶的水处理容器中使用，已知具有从筒的顶部到底部以弯曲的方式成状锥形的形状的筒减少当水从容器倒出时沾湿筒的可能性，因此是优选的。为了在烧水罐中使用，添加剂通道可以设置为防止可能导致过度溶解/添加剂释放的蒸汽进入。
除了从技术观点相互排斥的情况以外，当然可以将关于任何实施例的以上描述的全部特征提供在任何其它的实施例中，例如重力供给筒的普遍特征。
还应该理解本发明覆盖已经修改为选择通过该筒的水的一部分来接收添加剂的常规水处理筒。例如在不改变筒的总体形状和操作的情况下，提供添加剂通道和用于保持添加剂释放片剂的装置的插入物可以装配到常规水处理筒中。因此根据本发明的筒有利地可以在现有的水处理器具，例如水过滤壶或者烧水罐中改型。
本发明延伸到包括如上文描述的水处理筒的水处理器具或者容器。该器具可以是用于处理和存储水的容器，例如水壶。可选地该器具可以是用于处理、冷却和储存水的容器，例如冷却水壶。该器具还可以是用于处理和加热水，特别是用于煮沸水的容器，例如烧水壶。
仅通过示例并参考附图，现在将描述本发明的一些优选的实施例，其中：
图1是根据本发明实施例的水处理筒的透视图；
图2是通过根据本发明第一实施例的图1的筒的垂直剖面的正视图；
图3是通过根据本发明第一实施例的图1的筒的垂直剖面的侧面透视图；
图4是通过根据本发明第二实施例的图1的筒的垂直剖面的正视图；
图5是通过根据本发明第二实施例的图1的筒的垂直剖面的侧面透视图；
图6是示出根据本发明第二实施例的筒的部分切除的另一个侧面透视图；
图7a是第二实施例的片剂保持器在其组装条件下的透视图，且图7b示出在其预组装状态下的片剂保持器模制件；
图8a是根据第二实施例的可选择形式的组装的片剂保持器的透视图，且图8b示出在其预组装状态下的片剂保持器模制件；
图9a-9c示意地示出在不同时间通过根据第二实施例之一的筒的水通路；
图10a-10c示意地示出在不同时间通过图9的筒的水通路，但是是在筒不能自由排放的情况下；
图11是描述对于三种不同片剂形式根据水通过量从可溶解片剂释放的添加剂量的曲线图；
图12以透视图(图12a)和以剖面图(图12b)示出添加剂释放构造的实施例；
图13是从根据本发明实施例的片剂基质浸出维他命微粒的示意图示；和
图14示意地示出第二实施例的变体。
参考图1到图6，示出了包含水处理颗粒(未示出)的水处理筒2。颗粒可以包括离子交换微粒、活性炭微粒、矿物质或者其它处理材料，或其混合物。
如从图2和图3可以看到，筒2包括4个主要部件-主体4、盖6、排放空间8和添加剂释放通道10。水处理颗粒保持在排放空间8之上的筒主体4中。筒主体4的横截面是大体椭圆形的，从其上端12到其下端14以弓形方式渐缩。该筒2由模制塑料制成。
排放空间8包括多个从筒主体4的内壁径向延伸的肋板15。格栅(未示出)也可以提供在排放空间8中。出口16提供在筒主体4的下端14中，在排放空间8的底部。该出口16可以提供定尺寸为限制通过筒的水流，以例如针对通过筒的液体给出期望的驻留时间。通常出口16为直径大约4毫米。
筒主体4围绕其圆周提供有四个作为用户手指把手的缺口18。筒主体4的上端12提供有两个安装凸耳20，安装凸耳20用于以卡口型装配将筒2安装在器具中。如从图1可以看到，这些凸耳20大体成弓形且具有外削边。安装凸耳20与筒主体4的主轴线对齐。当安装在合适的器具中时，安装凸耳20的削边用于将筒装到位。
盖6焊接(例如超声波焊接)到筒主体4的上部12。盖6的上表面22具有没有任何入口开口的外部区域24。通过环形通道28，上表面22的圆形中央区域26与外部区域24相间隔。环形通道28由一对延伸过通道28的直径方向对齐的壁29分成两半部。
环形通道28的径向内壁30提供有多个纵向延伸肋板32。在肋板之间提供入口开口。通道28的径向外壁34也可以提供有肋板和入口开口(未示出)。
在筒填充水处理颗粒之前，添加剂通道10模制或者装配到筒主体4内。添加剂通道10包括由大体管状模制件38和片剂保持器40形成的副流道。模制件38包括具有上入口开口44的垂直流管42。添加剂释放部分10的垂直高度低于排放空间8和盖6之间的筒主体4中的垂直空间。因此在筒充满之后，添加剂通道10嵌入处理颗粒中。这确保入口开口44容易由流过颗粒的水润湿并且避免气塞形成，以便进入副流道的水量相对于通过筒的水流大致恒定。
与流管42的直径相比，入口开口44相对宽阔。因此该入口开口44作为向副流道供水的小储存器，而流管42的尺寸确定通过副流道的流量。
片剂保持器40与流管42中的侧开口46连接。片剂保持器40保持包括当其与水接触时释放可溶解添加剂物质(例如可溶解形式的维他命C)的配方的片剂48。仅片剂表面的部分通过侧开口46暴露给沿管42流下的水。其余的片剂表面由保持器40覆盖。
包括尼龙网的多孔外壳50覆盖片剂48的暴露表面。该外壳50允许当水流过侧开口46时将添加剂释放到水中，但是防止任何片剂基质微粒进入水流。
片剂48包括支持可溶解添加剂的不可溶解基质。赋形剂基质可以包括一种或者多种以下物质：甲基丙烯酸共聚物，例如从Degussa可得的Eudragit^TM；纤维素衍生物，例如乙基纤维素、甲基纤维素、羟基丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基甲基纤维素和羧甲基纤维素。图13示意性地示出从片剂中的基质浸出例如维他命的添加剂。在其初始条件中，片剂48包括具有分散到其全部体积中的可溶解维他命微粒的不可溶解基质。随着经过一定时间添加剂微粒从片剂浸出，发现添加剂释放速率可以依赖暴露到水中的片剂表面积和保留在片剂中的添加剂微粒块两者。
片剂48可以是任意合适的形状和形式。为了控制用于添加剂释放的可利用的表面积，优选地，保持器可以设计成覆盖片剂的某些部分或另外限制能够与沿管42流下的水相互作用的表面积。使用分开的保持器40允许将标准模制件38集成地形成在筒2中。对于该模制件38，可以将保持器40装配，其适合片剂类型或者其它添加剂释放装置。例如，大体圆锥形保持器可以与具有截头圆锥形的片剂一起使用。由此添加剂块的暴露表面积能设置为随添加剂逐步从片剂浸出而增加。这样可以设计成用于补偿经过一定时间随着添加剂耗尽而减少的释放速率，以便在片剂的寿命期间，释放的添加剂量保持大致恒定。这在添加剂具有与健康有关影响的情况下特别重要。
可选地可以省略分开的保持器40，且管状模制件38本身可以保持添加剂释放片剂或者其它添加剂释放装置。这种片剂本身可以例如用涂层处理以便限制添加剂块的表面积。
在图4至图6中示出了筒中添加剂通道的另一实施例。除了在这些图中看到的已经省略了盖以外，筒2的特征与以上描述的相同。在该实施例中，添加剂通道包括U形管设备60，其在筒2充满颗粒或者其它处理介质之前组装并装配到筒主体4中。在图7a中示出了该设备组件60，并且在图7b中示出该设备组件60从其形成的模制件。设备60整体模制，整体的铰链形成在折叠部分之间。
通常该U形管设备60包括向上翻的L形的提升管62和片剂保持器64。片剂保持器64由片剂保持部分66和有孔覆盖物68以两半部形成。片剂保持部分66此处示出为用于圆形片剂的盘状接收器，但是当然可以使用任何片剂形状，因此设备60可以成形为与片剂相匹配。环形密封构件70提供两半部之间的水密密封。
为了从其模制件组装U形管设备60，将片剂72放置在保持部分66中。将密封构件70装配在环绕片剂覆盖物68中孔76的外部边缘74上。将覆盖部分68折叠到设备背部78上，其内部形成U形管设备60的出口通路。可以以任意顺序执行这三个步骤。然后将片剂保持部分66折叠到覆盖部分68上，接靠密封件70以便形成封闭的片剂保持器64。覆盖部分68具有形成孔76的内部边缘的圆周凸缘69。该凸缘69起到压紧密封构件70的作用，以有助于在覆盖部分68和保持部分66之间形成紧密密封，片剂72密封在内部。接附到保持器66的侧扣环67接合在覆盖部分68和背部78上，以便将三层牢固地保持在一起。最后，将提升管62向下折叠到片剂保持器64上并且夹到位。
如从图6可以最清楚地看到，设备60的背部78包括T形连接器通道80，该T形连接器通道80允许设备60滑到模制在筒2内部的对应的垂直肋板82上。当然可以使用任何其它的连接装置代替。
片剂72的配方与之前以上描述的相同，例如包括包含可溶解性添加剂成分的不可溶解性基质。
转到图4和图5，可以看到在组装的设备60中形成了向上翻的U形弯曲形流道。在提升管62的底部，有用肋板或者网孔/格栅覆盖的入口84，因此允许水的流入，但阻挡水处理颗粒的进入。提升管62的入口84靠近筒内的处理材料底部，其意义将从以下的描述中显而易见。L形提升管62沿片剂保持部分66的侧面垂直地向上延伸，并且跨过设备60的顶部，在其中该L形提升管与背部78的内部相通。在背部78底部处的出口88与排放空间8和主筒出口16相通。
如从图4最清楚地看到，片剂72密封在由片剂保持部分66和覆盖部分68限定的体积内部。密封构件70被压紧在片剂保持部分66的壁和覆盖部分68的边缘69、74之间。而且，可以看到密封构件70包括向内地且径向延伸的圆周凸缘86，该圆周凸缘86在一侧覆盖片剂72的外围且在另一侧覆盖围绕孔76的覆盖部分68的内部区域。覆盖部分68及其内部边缘69将密封凸缘86压紧靠着片剂72以便提供水密密封。
片剂72的表面通过覆盖部分68中的孔76暴露。片剂表面暴露到背部78内部的体积中。该空间可以仅仅允许沿着提升管62且向上通过的水在从背部78底部处的出口88离开之前，向下且流到片剂72暴露的表面上。然而，设备60包括特别设计为用于控制流过设备的水与片剂72接触的方式的一些特征。
首先，在覆盖部分68中的孔76具有削边90，该削边90从水侧较大的直径孔到片剂侧较小直径孔向内倾斜。这样有助于促进沿覆盖部分68的表面滴下或者淌下的水流到片剂72暴露的表面上，其中水能吸收到片剂基质中。围绕孔76内周边的密封凸缘86的存在确保水不能够围绕片剂72泄漏，并且只有选择的表面区域润湿。削边90还有助于小水滴滑出孔76的底部且向下到出口88。密封凸缘86也具有围绕其下半部的相应的削边，以便提供连续倾斜的表面，小水滴能沿该表面向下从片剂面滑离。这是重要的，因为从片剂72浸出到其表面的添加剂微粒需要溶解并运走。
影响设备60中水运动的第二特征是从背部78的内壁伸出且通常与孔76的顶边相对的分流器92的存在。尽管示出了分流器突缘92，但可以使用诸如肋板或者尖头的任意适合的突出物。突出突缘92的作用是将水流引导到片剂72暴露的表面上。分流器92还在该点使离开通道变窄，且因此使水流加速。当水流不连续而多是细流或者一串水滴时，分流器92可以很重要。在这种情况下，突缘92帮助形成小水滴，然后小水滴将滴到或者淌到相对的暴露的片剂表面上。
因此U形管设备60布置为确保选择的部分的通过该设备60的水尽可能多的与片剂接触，润湿片剂并冲出添加剂成分。
图8示出U形管设备160的替代实施例。与在之前的实施例中一样，设备160通常包括L形提升管162和片剂保持器164。在该实施例中，入口管道162宽于之前的实施例，这样可以有助于确保不限制到U形管的水流入。然而管通过设备顶部不加宽，因为优选地一旦水位足够高以通过U形弯曲，则水沿片剂侧淌下。在该实施例中没有进口网。
图8实施例中的其它主要不同是片剂保持部分166不是刚性模制件，而代替地包括突入到保持件中且与使用中的片剂接触的顺性盖169。当组装设备160时，将片剂压进保持部分166中。当将保持部分166折叠靠着覆盖部分168时，片剂被向后推靠该顺性盖。这有助于将片剂密封到保持器164中且防止片剂移动。这种顺性保持器对于其它实施例通常是有用且可用的。设备160的其它特征对应于那些之前关于图4-7描述的特征，因此不再描述。
对于全部其实施例通用的U形管设备的操作，现在将参考图9来描述。当筒第一次充满水时，水的压头H产生。由于处理材料的流阻和U形管入口的尺寸导致压力损失，这意味着在U形管设备中产生与总体压头H成比例的较小压头h。只要该压头h高于U形管入口与其最高点之间的高度h’，则迫使水沿提升管升高并通过该U形管到达片剂暴露的一侧。如图9a中示意地示出，到达U形管顶部的水可以沿其它侧滴下，并经过暴露的片剂表面。
如图9b中所示的，一旦向筒供给的水储存器流干，压头H降到一定水平以下，U形管中的压头h不再足以驱使水到片剂侧。从这时起，留在片剂侧的任何水向下排放到主筒出口。如图9c所示，片剂由其已经吸收的水润湿，另外该设备排干。因此，对于给定的储水器尺寸，例如在装配筒的器具中，可以计算总压头h，并可以确定选择为沿U形管向上且通过U形管的储存器体积的部分。当然这依赖诸如过滤筒的驻留时间(由处理材料确定)和U形管尺寸的因素。然而，这使得能选择预定体积的水且补充添加剂，因此确保通过该筒的水的每单位体积的均匀剂量。此外，U形管的构造确保了水自由地淌过暴露的片剂，且即使在筒之下的水开始退回到筒出口，也不阻碍其流动。这将在以下更详细地描述。
虽然图9表示当有自由重力流通过筒时的操作，应该理解在一些情况中，筒不能够自由地排放，且代替地筒下端被浸没。这能导致水退回到筒内部到达片剂高度的问题，可能浸出比想要的更多剂量的添加剂。在筒之上的水储存器和下面的接收器同时都充满的情况下，产生定剂量“峰值”，其中水不自由流过片剂，代替地处于延长的接触。U形管构造提供了在这种情况中的一些特别的优点，如现在将关于图10进行描述。
图10a-10c描述了与9a-9c同样的时间点，差别在于例如在筒下面的接收器中的上升的水位影响其操作。当水位没有到达筒时，图10a中的情况与图9a相同。除了在全部水从筒排出前水位已经几乎到达筒出口，图10b中的情况与图9b相同。
图10c示出当筒出口被淹没但在该筒中保持液体压头时发生的情况。水可以从出口退回到U形管的入口和出口。然而，该压头不足以迫使水绕过该U形管。代替地，在不从筒流出水时，压力在U形管的两侧相等，在具有共同水位的入口和出口处形成水塞。因此形成气塞。只要出口塞的水位不升高到与暴露片剂的孔同样高，片剂不被进一步润湿并且在两个塞子之间截留体积的空气中保持干燥。应该理解，如果片剂保持在直管构造中而不是在U形管构造中，会有更大的水在管中向上退回到片剂高度的风险。
在任意以上的实施例中，片剂可以具有随时间改变释放的(即浸出的)添加剂浓度的形状或者暴露的轮廓。这比当最初暴露到水中时快速地释放其添加剂且随后随着添加剂浸出遭受下降的释放速率的标准圆形或者丸形片剂有利。
图11是示出根据筒通过量测量的从片剂释放的添加剂量的图。给出了针对三种不同片剂的结果。根据第一种片剂，全部表面积暴露到水流中。可以看到释放的添加剂量最初快速增长。于是在片剂中存在的添加剂以高速释放，并且在相对低的通过量之后添加剂耗尽。
根据第二种片剂，适度的表面积暴露，从而取代全部表面积。释放速率减缓但是曲线保持基本相同，示出释放的添加剂量的初始峰值，其随后随着片剂的耗尽减少。
根据第三种片剂，仅使该片剂的单一面暴露到水流。产生的曲线是大体平的，即达到大致均匀的添加剂释放速率。通过使用以上描述的本发明实施例可以达到这种曲线。
图12中示出添加剂释放片剂的实施例。片剂51形成为截平的圆锥体，即该片剂51具有截头圆锥体的形状。片剂51的底表面和侧面密封，例如用不可溶解的涂层52。仅圆锥体片剂51的顶表面54当暴露到水中时自由浸出活性成分。随着包含在片剂中的添加剂耗尽，通过增加用于释放的可用添加剂块的表面积，片剂的形状可以补偿逐步地减少的添加剂释放的速率，有利地在片剂的全部寿命期间内，允许达到更均匀的释放速率。每当释放速率依赖剩余添加剂体积是重要的时，都可以使用这种构造。
图14示意地示出以上描述的U形管设备60可以怎样适于允许由沿U形管流下的水流将在任一侧的片剂72的两个面润湿。通过使片剂72的多于一个面暴露，可以更容易地调整已获得的定剂量速率。当水流到达提升管62的最高点时，其分成两个向下的水流且被导引沿片剂的两侧面向下到两个暴露面上。提供共同出口88。
图14的放大部分示出来自提升管部分62的水流分成两部分的一种可能的方法。由于穿过U形管设备顶部的流量可能是相对低的，因此表面张力的作用可以使分开水流变难。因此有利地使水聚集在水可以到达两个流出通路之前需要充满最小体积的储存器区域中。这可以有助于防止水蔓延到表面上并且由“附着”代替流动。当然，水流可以分成多于两路，特别地，例如片剂是具有几个表面暴露用于润湿的多面形。