CN102612496A - 净水滤筒以及净水器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在上下方向紧凑、并且确保了充分的通水速度的净水滤筒以及安装有该净水滤筒的净水器。净水滤筒（10）具有壳体（12）、容纳于壳体（12）内的吸附净水部（14）、以及容纳于壳体（12）内并位于比吸附净水部（14）更靠下游侧的膜过滤净水部（16），膜过滤净水部（16）是在上部以及侧部具有开口的筒状体（74）内容纳中空丝膜（70）而成的，吸附净水部（14）是在壳体（12）的内周壁与膜过滤净水部（16）的筒状体（74）的外周壁之间、以及比膜过滤净水部（16）更靠上方的壳体（12）内填充吸附材料（90）而形成的；净水器在上部的生水储存部与下部的净水储存部之间安装有净水滤筒（10）。
Description
技术领域
本发明涉及净水滤筒以及净水器。
本申请主张于2009年9月16日在日本申请的日本特愿2009-214889号的优先权，并在此引用其内容。
背景技术
公知有如下净水器，即，在上部的生水储存部与下部的净水储存部之间安装净水滤筒，来自生水储存部的生水由于自重而通过容纳于净水滤筒的壳体内的净水部，成为净水而向净水储存部排出。
另外，作为净水滤筒，公知有在上下方向以串联的方式配置吸附净水部与膜过滤净水部的净水滤筒，吸附净水部在筒状体内填充吸附材料而成，膜过滤净水部在相同的筒状体内容纳中空丝膜等膜过滤材料而成（参照专利文献1）。
但是，对于在上下方向以串联的方式配置吸附净水部与膜过滤净水部的净水滤筒而言，在上下方向上变长。
因此，提出了将吸附净水部配置于膜过滤净水部的侧方、并且上下方向紧凑的净水滤筒（专利文献2、3）。
但是，在将吸附净水部配置于膜过滤净水部的侧方的净水滤筒中，通过吸附净水部的水仅从侧方进入膜过滤净水部，无法从上方进入，从而有通水速度延迟的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-230335号公报
专利文献2：日本实用新案登录第3107287号公报
专利文献3：日本特开2009-125663号公报
发明内容
发明所需解决的课题
本发明提供在上下方向紧凑、并且确保了充分的通水速度的净水滤筒以及安装有该净水滤筒的净水器。
用于解决课题的方法
本发明的净水滤筒具有壳体、容纳上述壳体内的吸附净水部、以及容纳于上述壳体内并位于比上述吸附净水部更靠下游侧的膜过滤净水部，其特征在于，上述膜过滤净水部是在筒状体内容纳膜过滤材料而成的，该筒状体在上部以及侧部具有开口，上述吸附净水部是在上述壳体的内周壁与上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁之间、以及比上述膜过滤净水部更靠上方的上述壳体内填充吸附材料而形成的。
本发明的净水滤筒中，从上述吸附净水部的上表面至上述膜过滤净水部的上表面的最短距离A和从上述壳体的内周壁至上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁的平均距离B优选满足以下数学式（1）的关系。
A/B≥1.5 ...（1）
而且，B由以下数学式（2）求出。
B=（Bmax+Bmin）/2 ...（2）
在数学式中，Bmax是从上述壳体的内周壁至上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁的最长距离，Bmin是从上述壳体的内周壁至上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁的最短距离。
本发明的净水滤筒中，从上述吸附净水部的上表面至上述膜过滤净水部的上表面的最短距离A和上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁与上述吸附净水部接触的部分的高度C优选满足以下数学式（3）的关系。
A/C≥0.3 ...（3）
本发明的净水器的特征在于，在上部的生水储存部与下部的净水储存部之间安装有本发明的净水滤筒，其中，该净水滤筒安装成上述壳体的上部侧与上述生水储存部连通，并且上述壳体的底部侧位于上述净水储存部。
发明效果
本发明的净水滤筒在上下方向紧凑，并且确保了充分的通水速度。
本发明的净水器在上下方向紧凑，并且能够在短时间内净化生水。
附图说明
图1是表示本发明的净水滤筒的一个例子的剖视图。
图2是壳体的底部的主视图。
图3是壳体的底部的放大剖视图。
图4是表示壳体的底部的其他的例子的放大剖视图。
图5是表示本发明的净水器的一个例子的剖视图。
具体实施方式
＜净水滤筒＞
本发明的净水滤筒具有壳体、容纳于上述壳体内的吸附净水部、以及容纳于壳体内且位于比吸附净水部更靠下游侧的膜过滤净水部，净水滤筒构成为从壳体的上部侧导入的生水由于自重而通过净水部、成为净水而从壳体的底部侧排出，其特征在于，膜过滤净水部是在筒状体内容纳膜过滤材料而形成的，该筒状体在上部以及侧部具有开口，吸附净水部是在壳体的内周壁与膜过滤净水部的筒状体的外周壁之间、以及比膜过滤净水部更靠上方的上述壳体内填充吸附材料而形成的。
图1是表示本发明的净水滤筒的一个例子的剖视图。
净水滤筒10具有壳体12、容纳于壳体12内的吸附净水部14、以及容纳于壳体12内且位于比吸附净水部14更靠下游侧的膜过滤净水部16。
（壳体）
壳体12由有底大致圆筒状的壳体主体20、大致碗形状的壳体盖体22、以及大致碗形状的内盖体24构成，壳体盖体22以覆盖壳体主体20的上部开口的方式安装，内盖体24以覆盖壳体主体20的上部开口方式安装、并且安装于比壳体盖体22更靠内侧。
壳体主体20具有：大径部30；比大径部30更靠下方且与大径部同轴设置的小径部32；将大径部30的下端与小径部32的上端连接的环状的阶梯部34；密封小径部32的下侧的开口的圆板状的底部36；以及在底部36形成多个的净水排出口38。
由于在壳体主体20的底部36形成多个净水排出口38，从而即使在水仅由于其自重（即，0.01MPa以下的压力）通过净水滤筒10的情况下，当空隙80内的净水从净水排出口38排出时，滞留于后述的空隙80的空气也容易与净水一起从净水排出口38流出。另外，由于仅在壳体主体20的底部36形成净水排出口38，不在壳体主体20的侧部形成净水排出口38，从而容易形成净水排出口38，从而也容易制造壳体。
如图2所示，作为净水排出口38，形成有形成于底部36的中央的圆形的中央排出口40、以及形成于中央排出口40的同心圆42上的圆周等分4个位置且沿同心圆42的圆周方向延伸的狭缝状的周边排出口44。这样，若具有形状、大小不同的净水排出口38，则在中央排出口40与周边排出口44之间产生水压差，其结果，滞留于后述的空隙80的空气更加容易与净水一起从净水排出口38流出。
如图2以及图3所示，净水排出口38的壳体12的外侧的开口46的最大径R分别优选为10mm以下。若外侧的开口46的最大径为10mm以下，则手指等无法从净水排出口38插入壳体12内。从滞留于后述的空隙80的空气容易从净水排出口38流出方面看，外侧的开口46的最大面积优选为0.03cm2以上。
如图3所示，净水排出口38具有随着从壳体12的内侧朝向外侧而缩径的锥孔50与从锥孔50向下方延伸的小径孔52。即，与壳体12的内侧的开口48的径相比，壳体12的外侧的开口46的径较小。若外侧的开口46的径比内侧的开口48的径小，则在内侧的开口48与外侧的开口46之间通过的净水容易产生差压，从而空气更加容易与净水一起从净水排出口38流出。外侧的开口46的面积优选为比内侧的开口48的面积小1%以上。
壳体盖体22具有从上部的中央向上方突出的头顶部54、从头顶部54的中央向上方延伸的生水导入管56、以及设置于头顶部54的边缘部的扭锁用的突起58。
内盖体24具有从上部的中央向上方突出的头顶部60、放射状地形成于头顶部60的上表面的多个狭缝状的空气流出孔62、形成于侧部的多个取水口64、以及覆盖取水口64的网眼66。
内盖体24比壳体盖体22小一圈，且形成为与壳体盖体22大致相同的形状。因此，在壳体盖体22与内盖体24之间，从头顶部直至侧部形成间隙，上述间隙成为从生水导入管56至取水口64为止的生水流路68。
作为壳体12的材料，可以举出树脂（ABS树脂、聚碳酸酯、丙烯树脂、聚丙烯、聚苯乙烯等）、金属（不锈钢）等。
（膜过滤净水部）
膜过滤净水部16为如下所谓的中空丝膜组件，即，多个中空丝膜70屈曲成U字形，利用维持其端部的开口、且填充于中空丝膜70的端部间的浇注部72来将中空丝膜70成为一体，并且，在容纳于圆筒状的筒状体74的状态下固定中空丝膜70。
就膜过滤净水部16而言，其下部经由O形环84而嵌合于壳体主体20的小径部32内，并且，除嵌合于小径部32内的部分以外埋入吸附净水部14内，以使通过吸附净水部14的水从上方以及侧方进入。
在膜过滤净水部16上，从筒状体74的侧部朝向外侧地形成有环状的凸缘部76。因此，在膜过滤净水部16的下部嵌合于壳体主体20的小径部32内时，凸缘部76与壳体主体20的阶梯部34抵接，由此在由中空丝膜70的端部的开口构成的膜过滤净水部16的净水出口78与壳体主体20的底部36之间形成空隙80。
空隙80的高度优选为1~20mm。若空隙80的高度为2~10mm，则滞留于空隙80的空气容易从净水排出口38流出，从而更加优选。
中空丝膜70是多孔质的膜，作为其材料，可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚（（4-甲基-1-戊烯）、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮等。
中空丝膜70的有效膜面积优选为0.1~0.5m2。若有效膜面积为0.1m2以上，则能充分发挥过滤效果。若有效膜面积超过0.5m2，则过滤性能饱和，基本不会提高过滤效果。
浇注部72是使热固化性树脂固化而形成的部分。作为热固化性树脂，可以举出环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、不饱和聚酯树脂等。
就筒状体74而言，上部遍及整面开口，侧部具有多个通水口82。因此，通过吸附净水部14的水能够从膜过滤净水部16的上方以及侧方进入内部。此外，吸附净水部14的吸附材料的一部分从上部的开口以及侧部的通水口82进入膜过滤净水部16的内部，但也可以在中空丝膜70的上方或中空丝膜70间的缝隙存在吸附材料。
（吸附净水部）
吸附净水部14通过在壳体主体20的内周壁与膜过滤净水部16的筒状体74的外周壁之间、以及在比膜过滤净水部16更靠上方的壳体主体20内填充吸附材料90来形成。
作为吸附材料90，可以举出粉状或者粒状吸附材料（活性炭、沸石、分子筛等）、纤维状吸附材料（纤维状活性炭）等。
吸附材料90的粒径优选为0.36~1.7mm的范围内。若吸附材料90的粒径为0.36mm以上，则吸附净水部14的压力损失变小，而通水速度进一步提高。若吸附材料90的粒径为1.7mm以下，则能充分发挥吸附效果。
从吸附净水部14的上表面至膜过滤净水部16的上表面的最短距离A和从壳体主体20的内周壁至膜过滤净水部16的筒状体74的外周的平均距离B优选满足以下数学式（1）的关系。
A/B≥1.5 ...（1）
而且，B由以下输入式（2）求出。
B=（Bmax+Bmin）/2 ...（2）
数学式中，Bmax是从壳体主体20的内周壁至膜过滤净水部16的筒状体74的外周壁的最长距离，Bmin是从壳体主体20的内周壁至膜过滤净水部16的筒状体74的外周壁的最短距离。
A/B优选为1.5以上。若A/B为1.5以上，则在吸附材料90上，不会由于生水不渗透而产生不能使用的部分，因此提高吸附材料90的利用效率。A/B更加优选为2.0以上。另外，从组装加工的方面来看，A/B优选为10以下。
另外，从吸附净水部14的上表面至膜过滤净水部16的上表面的最短距离A和膜过滤净水部16的筒状体74的外周壁与吸附净水部14接触的部分的高度C优选满足以下数学式（3）的关系。
A/C≥0.3 ...（3）
A/C优选为0.3以上。若A/C为0.3以上，则难以产生短传（short pass），因此能提高吸附材料90的利用效率。A/C更加优选为1.0以上，进一步优选为2.0以上。另外，从组装加工以及压力损失的方面来看，A/C优选为10以下。
（生水的净化）
利用净水滤筒10进行的生水的净化，如下进行。
由自重而从壳体盖体22的上部的生水导入管56导入至壳体12内的生水由自重而在形成于壳体盖体22与内盖体24之间的生水流路68内流下，直至内盖体24的侧部的取水口64。
从内盖体24的侧部的取水口64导入壳体主体20内的生水由自重而从取水口64朝向吸附净水部14流下。
对于到达吸附净水部14的上部的生水而言，使生水所包含的杂质等被吸附材料90吸附，并且由自重而以朝向膜过滤净水部16的方式在吸附净水部14内通过。此外，在本发明中，由于生水仅以其自重（即，0.01MPa以下的超低压力）通过吸附净水部14，所以生水也到达填充于壳体主体20的内周壁与膜过滤净水部16的筒状体74的外周壁之间的吸附材料90。
通过膜过滤净水部16的水从膜过滤净水部16的上方以及侧方通过筒状体74的上部的开口以及侧部的通水口82而进入吸附净水部14的内部。
对于进入吸附净水部14的内部的水而言，水利用由自重而在壳体12内流下而产生的水压，使水所包含的杂质等被中空丝膜70捕捉，并从中空丝膜70的一侧向另一侧通过。
通过了中空丝膜70的净水由自重而从由中空丝膜70的端部的开口构成的净水出口78、向形成于膜过滤净水部16的净水出口78与壳体主体20的底部36之间的空隙80流下，并被暂时储存。
空隙80内的净水由自重而从形成于壳体主体20的底部36的多个净水排出口38向壳体12的外部排出。
（作用效果）
在以上说明的净水滤筒10中，膜过滤净水部16是在筒状体74内容纳有中空丝膜70而形成的，该筒状体74在上部以及侧部具有开口，吸附净水部14是在壳体主体20的内周壁与膜过滤净水部16的筒状体74的外周壁之间、以及比膜过滤净水部16更靠上方的壳体主体20内填充吸附材料而形成的，因此，通过了吸附净水部14的水从膜过滤净水部16的上方以及侧方进入。其结果，通过净水滤筒10的水量增多，能确保充分的通水速度。
另外，在以上说明的净水滤筒10中，在膜过滤净水部16的侧方配置吸附净水部14的一部分，因此能够实现在上下方向紧凑的净水滤筒。
（其他的方式）
此外，本发明的净水滤筒不限定于图示例子的净水滤筒10。
例如，除了吸附净水部14以及膜过滤净水部16以外，也可以另外并列设置其他的净水部。
另外，作为膜过滤净水部16，也可以代替中空丝膜组件，而使用其他的膜组件（平膜组件等）。
另外，也可以以不使吸附净水部14的吸附材料90进入的方式而用网眼、无纺布等来覆盖膜过滤净水部16的筒状体74的上部的开口以及侧部的通水口82。
另外，不一定必须在壳体12上设置内盖体24。
另外，也可以将壳体的底部的净水排出口的一部分形成于比其他的净水排出口高的位置，而在净水排出口间设置高低差。例如，如图4所示，将壳体主体的底部36做成向下方突出的半球状的圆顶型，将周边排出口44设置在比中央排出口40更高的位置。在该情况下，在高位置的净水排出口与低位置的净水排出口之间产生水压差，其结果，空气更加容易与净水一起从净水排出口流出。另外，即使在净水滤筒倾斜的情况下，空气也容易从净水排出口流出。
另外，净水排出口不限定于图示例子的由锥孔50与小径孔52构成的净水排出口38，也可以仅由随着从壳体的内侧朝向外侧而缩径的锥孔构成。另外，锥孔的倾斜也可以不是如图示例子那样地为恒定的，而是渐渐变化的。
＜净水器＞
图5是表示本发明的净水器的一个例子的剖视图。
净水器100具有：具有生水储存部102的上部容器104；上半部分供上部容器104插入而下半部分成为净水储存部106的下部容器108；净水滤筒10，其以壳体12的上部的生水导入管56与生水储存部102连通、且壳体12的底部36位于净水储存部106的方式安装于上部容器104的底部110；以及覆盖上部容器104的上部的开口的盖体112。
在上部容器104的底部110形成有安装孔120，该安装孔120包括：大径孔114；小径孔116；形成于大径孔114的内周壁的扭锁用的纵槽（省略图示）；以及扭锁用的纵槽连续地形成于大径孔114的内周壁的扭锁用的横槽118。
将净水滤筒10安装于上部容器104的底部110通过如下步骤来进行，即，分别将净水滤筒10的壳体盖体22的头顶部54、生水导入管56以及设于头顶部54的边缘部的扭锁用的突起58插入安装孔120的大径孔114、小径孔116以及扭锁用的纵槽（省略图示），然后使净水滤筒10沿周向旋转，而使壳体盖体22的头顶部54的扭锁用的突起58与安装孔120的扭锁用的横槽118卡合。
（作用效果）
以上说明的净水器100中，由于安装了在上下方向紧凑、并且确保了充分的通水速度的净水滤筒10，从而能够在上下方向紧凑，并且能够在短时间内净化生水。
（其他的方式）
此外，本发明的净水器不限定于图示例子的净水器100。
例如，可以为利用软管等来连接由罐等构成的生水储存部与净水滤筒的生水导入管、在由罐等构成的净水储存部的上部安装净水滤筒的固定式净水器，也可以专利文献1、3等所记载的那样的罐式净水器。
实施例
以下，表示实施例。
〔实施例1~10〕
首先，如下制成图1所示的净水滤筒10。
作为材料使用ABS树脂，以注塑成型法来成型壳体主体20、壳体盖体22、以及内盖体24。中央排出口40的外侧的开口46的直径为10mm（面积0.8cm2）、内侧的开口48的直径为11mm（面积0.95cm2）；周边排出口44的外侧的开口46的最大径为6mm（面积0.3cm2），内侧的开口48的最大径为7mm（面积0.4cm2）。
作为膜过滤净水部16，使用如下中空丝膜组件，即，将多个聚乙烯多孔质中空丝膜（三菱丽阳公司制，EX270TS，外径380μm、内径270μm、平均孔径0.1μm）屈曲成U字形，并利用维持其端部的开口且充填于端部间的浇注部72（聚氨酯树脂）来使它们成为一体，并且，在容纳于圆筒状的筒状体74（ABS树脂制）的状态下固定中空丝膜70，其有效膜面积为0.3m2。
作为吸附材料90，使用350cc粒径为0.36~1.7mm的粒状活性炭。
此外，壳体主体20、壳体盖体22、内盖体24、以及筒状体74的尺寸适当地设定成使A/B以及A/C成为表1以及表2所记载的值。
使膜过滤净水部16的下部（浇注部72侧）经由O形环84而嵌合于壳体主体20的小径部32内，对膜过滤净水部16的凸缘部76与壳体主体20的阶梯部34进行超声波焊接。在由中空丝膜70的端部的开口构成的膜过滤净水部16的净水出口78与壳体主体20的底部36之间，空隙80的高度为2mm。
以填充密度0.45g/cc在壳体主体20的内周壁与膜过滤净水部16的筒状体74的外周壁之间、以及比膜过滤净水部16更靠上方的壳体主体20内填充吸附材料90，而形成吸附净水部14。
在壳体主体20上安装内盖体24以及壳体盖体22，对壳体主体20的周边部与壳体盖体22的周边部进行超声波焊接，从而得到净水滤筒10。
然后，对于得到的净水滤筒10，实施根据JIS S3201的通水试验，针对氯仿以及游离性余氯来实测吸附材料90的性能值，根据以下数学式（4）求出吸附材料的利用效率。结果如表1以及表2所示。
吸附材料的利用效率=（吸附材料的性能实测值/100%利用吸附材料的情况的性能值）×100 ...（4）
此处，100%利用吸附材料的情况的性能值是以在纵列填充同量的吸附材料90、不产生短传的方式实施相同的通水试验、而测定的性能值。
[表1]
[表2]
工业上的利用可行性
本发明的净水滤筒作为如下净水器的净水滤筒是有用的，即，来自生水储存部的生水由自重而通过容纳于净水滤筒的壳体内的净水部，成为净水后向净水储存部排出。
附图标记说明
10-净水滤筒，12-壳体，14-吸附净水部，16-膜过滤净水部，36-底部，70-中空丝膜（膜过滤材料），74-筒状体，82-通水口（开口），90-吸附材料，100-净水器，102-生水储存部，106-净水储存部。
Claims (4)
1.一种净水滤筒，具有壳体、容纳于上述壳体内的吸附净水部、以及容纳于上述壳体内并位于比上述吸附净水部更靠下游侧的膜过滤净水部，其特征在于，
上述膜过滤净水部是在筒状体内容纳膜过滤材料而成，该筒状体在上部及侧部具有开口，
上述吸附净水部是在上述壳体的内周壁与上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁之间、以及比上述膜过滤净水部更靠上方的上述壳体内填充吸附材料而形成。
2.根据权利要求1所述的净水滤筒，其特征在于，
从上述吸附净水部的上表面至上述膜过滤净水部的上表面的最短距离A和从上述壳体的内周壁至上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁的平均距离B满足以下数学式（1）的关系，
A/B≥1.5 ...（1）
而且，B由以下数学式（2）求出，
B＝（Bmax+Bmin）/2 ...（2）
在数学式中，Bmax是从上述壳体的内周壁至上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁的最长距离，Bmin是从上述壳体的内周壁至上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁的最短距离。
3.根据权利要求1或2所述的净水滤筒，其特征在于，
从上述吸附净水部的上表面至上述膜过滤净水部的上表面的最短距离A和上述膜过滤净水部的筒状体的外周壁与上述吸附净水部接触的部分的高度C满足以下数学式（3）的关系，
A/C≥0.3 ...（3）。
4.一种净水器，其特征在于，
在上部的生水储存部与下部的净水储存部之间安装有权利要求1～3中任一项所述的净水滤筒，其中，该净水滤筒安装成上述壳体的上部侧与上述生水储存部连通，并且上述壳体的底部侧位于上述净水储存部。
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