CN103930377B - 净水器用滤筒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种净水器用滤筒，其即使在使净水器用滤筒细长的场合，也能够抑制流量下降，并且能抑制由过滤材料的量减少引起的除去性能的下降。净水器用滤筒（1）具有主体容器（13）、垫片（21）、集水管（23），在第一薄板（21）与主体容器的内壁面之间形成有流体能通过且在内部不具有过滤材料的间隙，垫片（21）将流体分流为内层流（D）与外层流（E）。另外，集水管（23）在使最小内径为d，使内部空间的轴向长度为L的场合，将尺寸定为值L／d为10～200。
Description
技术领域
本发明涉及净水器用滤筒，尤其涉及收放粒状的过滤材料的净水器用滤筒。
背景技术
以往，已知有收放了粒状的过滤材料的净水器用滤筒（例如，专利文献1）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4299522号公报
专利文献1的净水器用滤筒具备配置在一端开口的圆筒状的容器的中央的集水管、配置在集水管的容器开口侧的空心丝膜，在集水管的周围以呈管体形状的方式配置粒状的过滤材料的集合体。并且，流入该净水器用滤筒中的原水通过粒状的过滤材料后流向集水管，并且通过集水管流向空心丝膜。并且，通过了空心丝膜的水作为干净的水向滤筒的外部流出。
发明内容
发明所要解决的课题
然而，作为这种净水器用滤筒，需要例如适合厨房内的设置空间的形状、大小的多种形状。并且，当为了在维持上述净水器用滤筒的性能的状态下收纳在比较细长的空间中而增长净水器用滤筒的长度时，流量下降，并且，当变细时，由于过滤材料的量减少，因此除去性能下降，因此难以形成比较细长的净水器用滤筒。
因此，本发明是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于提供即使在使净水器用滤筒细长的场合，也能够抑制流量下降，抑制除去性能下降的净水器用滤筒。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明是一种净水器用滤筒，其具备：在轴线方向具有规定的长度的主体容器；大致圆筒形状的垫片，其在内部收放粒状的过滤材料，在外周面具有多个开口部，并且配置在主体容器内；第一薄板，其以覆盖该垫片的多个开口部的方式配置，流体能通过，但过滤材料不会通过；集水管，其与垫片大致同心状地配置在该垫片内，在外周面具有多个开口部；以及第二薄板，其以覆盖该集水管的多个开口部的方式配置，流体能通过，但过滤材料不会通过，在第一薄板与主体容器的内壁面之间形成有流体能通过且在内部不具有过滤材料的间隙，垫片在其端面侧具有使流体流入其内部的垫片入口部，将从该垫片入口部流入垫片内部的流体分流为内层流与外层流，其中，上述内层流通过垫片的收放有过滤材料的内部空间及第二薄板，并流向集水管内，上述外层流从垫片的内部空间通过第一薄板并流向间隙，再次返回垫片的内部空间后通过第二薄板，并流向集水管，在使集水管的内部的轴向长度为L，使集水管的最小内径为d时，集水管的尺寸定为值L／d为10～200。
根据这种结构的发明，通过以使集水管的内径与集水管的轴向长度的关系为L／d=10～200的方式决定集水管的尺寸，能够将在集水管内部的压力损失抑制为最小限，由此，能够减少滤筒内的压力损失的差。即，在使值L／d小于10的场合，集水管变粗，其结果，能够填充到滤筒的垫片内的过滤材料的量减少。另一方面，在使值L／d比200大的场合，由于集水管的内径相对于集水管的长度极小，因此集水管内的压力损失变大。因此，通过使值L／d为10～200的范围，能够减少滤内的压力损失的差，由此，能够使原水在滤筒内充分地遍布，能够均匀地使用过滤材料。
另外，在本发明中，优选过滤材料是粒径为0.1～1mm的粒状活性炭。更优选粒状活性炭的粒径是0.2～0.8mm。
根据这样构成的本发明，能够抑制由压力损失变大引起的流量下降，并且也能抑制过滤性能下降。
另外，在本发明中，优选集水管的容器为0.74～24cm3，更优选是1.1～12cm3。
根据这样构成的本发明，能抑制过滤性能下降，并且使净水器用滤筒小型。
另外，在本发明中，优选由集水管的内周壁包围的部分的截面积为4～80mm2，更优选为7～40mm2。
根据这样构成的本发明，能够抑制由于集水管的尺寸而妨碍集水管内的过滤水的流动，并且能够使净水器用滤筒小型。
另外，在本发明中，优选集水管具有圆形截面，沿轴线方向具有均匀的壁厚。
另外，在本发明中，集水管使用注射成型而形成，优选其内壁具有0.05～1度的倒角，更优选倒角的角度为0.1～0.5度。
根据这样构成的本发明，通过在内壁具有一定的倒角，能够使集水管容易成形，并且，能够使集水管的厚度沿轴向大致一定。由此，能防止集水管的周围的过滤材料的层的厚度不均匀，使由过滤材料产生的压力损失更均匀。
另外，在本发明中，优选集水管至少通过连结两个管状部件而形成。
根据这样构成的本发明，由于通过连结至少两个管状部件形成集水管，因此能够使集水管的两端部的外径的差比以通过注射成形形成一个较长的管体的管体的倒角为起因的外径的差小。由此，即使增长主体容器的轴向的长度，且由此而产生需要增长集水管的长度的场合，也能够减少集水管的两端部的外径的差，使粒状的过滤材料的厚度一致。
发明效果
如上所述，根据本发明，即使在增长净水器用滤筒的长度的场合，也能通过使原水在净水器用滤筒内充分地遍布，从而一样地使用粒状的过滤材料。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的净水器用滤筒的立体图。
图2是图1的II-II截面的剖视图。
图3是放大了图2的区域III的放大剖视图。
图4是图3的区域IV的放大图剖视图。
图5是图4的V-V截面的剖视图。
图6是表示本发明的实施方式的垫片的主视图。
图7是本发明的实施方式的集水管的立体图。
图8是沿本发明的实施方式的集水管的长度方向的剖视图。
图9是表示集水管的连接部的变形例的立体图。
图10是本发明的实施方式的净水器用滤筒的剖视图。
图11是表示集水管的变形例的立体图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式的净水器用滤筒。图1是表示本发明的净水器用滤筒的立体图。
首先，如图1所示，净水器用滤筒1用于构成通过连结包括具备预过滤器的滤滤筒3、及具备空心丝膜的滤滤筒5的多个滤筒而使用的净水系统的滤筒。这种净水器用滤筒1通过头7及管9、11与邻接的滤滤筒3、5连结，将从一般连结在水龙头上的自来水管分流来的原水在各滤滤筒3、1、5中依次过滤，并向下游侧流，最终，将水通过例如安装在厨房洗涤槽侧的专用水龙头而供给到用户。
图2是图1的II-II截面的剖视图。如图2所示，净水器用滤筒1具备沿轴线方向具有规定的长度的细长的主体容器13。该净水器用滤筒1的主体容器13由具有圆形截面的容器形成，在其内部收放由粒径为0.1～1mm的粒状活性炭构成的过滤材料、及滤筒的其他结构要素。主体容器13具有开放端13a、封闭端13b，在开放端13a侧设有作为用于过滤的原水向主体容器13内的流入口的入水管15、用于使过滤水流出到主体容器13外部的出水管17。入水管15与出水管17连结在用于使本实施方式的净水器用滤筒1与邻接的滤筒3、5连结的头7上。
另外，净水器用滤筒1在主体容器13内部具备：有孔板19，其是构成为防止粒状过滤材料在主体容器的轴线方向移动，并且，水能通过，但粒状过滤材料无法通过的部件；在内部收放粒状过滤材料的大致圆筒形状的细长的垫片21；使通过了垫片21内的粒状过滤材料的水集中，并用于向下游搬运的细长的集水管23。并且，垫片21及集水管23配置为与圆形截面的主体容器大致同心状，利用主体容器13、垫片21及集水管23在主体容器13内部形成三层的圆筒结构。
图3是放大了图2的区域III的放大剖视图，是主要用于说明用于将本实施方式的净水器用滤筒连结在头上的结构的图。如图3所示，在头7上连结有连接在位于上游侧的滤筒3上的入水侧的管9、以及连结在位于下游侧的滤筒上的出水侧的管11。并且，在位于头7的大致中央的入口部25上连结有入水侧的管9，在该入口部25内设有弹簧式止回阀27。该止回阀27在未将净水器用滤筒1嵌入头7时，被弹簧29向下加力，使来自入水侧的管9的原水不与主体容器13连通，但当在使净水器用滤筒1旋转的状态下向头7推入时，克服弹簧29的作用力而向上方移动，使入水侧的管9与净水器用滤筒1的入水管15连通。另外，在头7的入口部25的止回阀27的外周侧形成由入口部25周围的环状空间形成的出口部31，该出口部31与出水侧的管11连通。
图4是图3的区域IV的放大图剖视图。另外，图5是图4的V-V截面的剖视图，是与图4正交的方向的剖视图。如图4及图5所示，在位于主体容器13的开放端侧的颈部的周围配置有嵌入环状槽中的O环33、35，在将净水器用滤筒1嵌入头7时，对净水器用滤筒1与头7之间进行流体密封。入口管15设在颈部的中心。并且，当将净水器用滤筒1嵌入头7时，入口管15的上端与止回阀27接触，并使止回阀27向上方移动。另外，在入口管15与颈部的内壁之间设有用于使从集水管23的位于开放端侧的集水部37流来的过滤水通过的环状的空间。并且，在本实施方式的净水器用滤筒1中，由颈部与入口管15形成双重的管状结构，实质上，颈部作为用于使来自集水管的流体向主体容器外部流出的出水管17起作用。流入这种入口管15内的原水如箭头A所示，在入口管15内通过并流到入口管15的最下部。并且，当原水到达入口管15的最下部时，在位于最下部的板39上流动而沿入口管15的径向（图5的左右方向）流，朝向位于垫片21的上方的环状空间，并从此处流向垫片21。
另一方面，从集水管23流来的过滤水如箭头B所示，通过集水管23的位于开放端侧的集水部37，在入水管15与位于入水管15的外周的凸缘41之间通过，并通过入口管15与颈部的内壁之间，流向头7。
图6是表示垫片的主视图。如图6所示，垫片21具有朝向安装在主体容器13上的方向稍窄的锥形。并且，在垫片21的两端具有：分别形成用于安装O环的槽的环部21a、21b；相对于该环部21a、21b一体地形成并形成多个开口的薄板保持部21c；以及以覆盖薄板保持部21c的开口的方式粘接或融敷在薄板保持部21c上，水通过，但粒状的过滤材料不会通过的薄板21d。
薄板保持部21c的外径与环部21a、21b相比小，在将垫片21安装在主体容器13上时，在环部21a侧，在薄板保持部的外周与主体容器的内壁面之间形成宽度L1的间隙，另一方面，在环部21b侧形成宽度L2的间隙。另外，间隙L1、L2可以相同，或者可以为根据需要不同的值。另外，这些间隙的宽度L1、L2是从主体容器13的内壁面到薄板保持部21c的外周的距离。
垫片21在安装在主体容器13上时，形成在环部21a、21b的端部的凸缘部21e与设在主体容器13的封闭端13b上的底座43抵接而被定位。垫片21在安装在主体容器13上时，环部21a、21b与主体容器13的内壁面内切，利用安装在槽中的O环封闭环部21a、21b与内壁面之间。并且，该垫片21的环部21a侧的端部向与垫片21的轴线正交的方向开口，利用该开口形成用于使原水流入的垫片入口部。
在该净水器用滤筒1的制造工序中，以主体容器的开放端13a为上，在插入了集水管23、垫片21的状态下，从主体容器13的开放端13a侧投入填充粒状的过滤材料，并插入开孔板19。主体容器13的形状未限定，例如可以为多角柱状、圆锥台状等形状，当为圆筒形状时，耐压性、成形性提高，并且，集水管23距垫片21的距离相等，因此是优选的。
图7是集水管的立体图，图8是沿集水管的长度方向的剖视图。
如图7所示，集水管23通过连结在配置在主体容器13内时位于开放端13a侧的第一管状部件23a、位于封闭端13b侧的第二管状部件23b的端部而形成一根比较长的管，集水管23的轴向的长度与具有规定的长度的主体容器13的内部空间的轴向长度大致相同或比之稍短。第一管状部件23a的第一端部23c嵌入设在比集水管23靠开放端13a侧的集水部37的凹部，并且，第二端部23d与第二管状部件23b的设在主体容器13的开放端13a侧的第一端部23e连结。并且，第二管状部件23b的第二端部23f嵌入设在主体容器13的封闭端13b的底座43（参照图2），利用底座43相对于主体容器13对第二管状部件23b的第二端部23f进行定心。
通过连结第一管状部件23a及第二管状部件23b而形成的集水管23与垫片21大致同心状地配置在该垫片21内。并且，在第一管状部件23a及第二管状部件23b的外周面形成连结到管体的内部通道的多个开口部23g。该开口部23g从第一管状部件23a及第二管状部件23b的内侧被流体能通过，但过滤材料不会通过的薄板23h覆盖。集水管23由在未考虑该开口部23g的存在时，具有大致均匀的壁厚的圆形管形成。并且，在使集水管23的内径为d，使内部空间的轴向长度为L的场合，集水管23以值L/d为10～200的方式，更优选14～170的方式决定尺寸。此时，内径d优选为2.5～10mm，更优选3～7mm。在内径d小于3mm时，压力损失大，流量下降。另一方面，当内径d超过7mm时，集水管变粗，收纳活性炭的空间变小，因此活性炭层的厚度减少，活性炭的除去性能下降。另外，集水管的长度L优选是100～500mm。当长度L小于100mm时，为了增加活性炭的量，产生增大筒的粗细的必要，另一方面，当超过500mm时，难以将滤筒收纳在槽下等。另外，由集水管的内周壁包围的部分的截面积优选是8～40mm2，集水管23的容积优选是0.08～60cm3。
第一管状部件23a及第二管状部件23b分别由注射成型形成，具有朝向安装在主体容器13的方向稍窄的锥形。该锥是对用于使作为成形品的第一管状部件23a及第二管状部件23b脱模必要的所谓倒角。该倒角优选是0.1～0.5度，由此，能够兼具脱模的容易性与集水管23的壁厚的均匀性。
另外，尤其如图8所示，在第一管状部件23a的第二端部23d上形成两个孔23i，另一方面，在第二管状部件23b的第一端部23e上形成与孔23i对应的两个突起23j。
两个孔23i分别从第一管状部件23a的第二端部23d的端面沿第一管状部件23的轴线方向延伸。另外，两个突起23j从第二管状部件23b的第一端部23e的端面沿第二管状部件的轴线方向延伸。并且，在连结第一管状部件23a与第二管状部件23b时，将突起23j嵌入孔23i。由此，能够防止第一管状部件23a与第二管状部件23b在主体容器13的径向相对地偏离。
另外，在本实施方式中，分别设置两个孔23i及突起23j，但孔23i及突起23j的数量可以是几个。另外，在本实施方式中，作为用于连结第一管状部件23a与第二管状部件23b的方法，使用孔23i及突起23j，但作为用于连结第一管状部件23a与第二管状部件23b的方法，只要是至少能够防止两者在主体容器13的径向上的偏离的结构，则可以采用任意结构。
图9是表示第一管状部件23a与第二管状部件23b的连接部的变形例的立体图。在变形例中，在一方的部件的端部设置凹部，在另一方的部件的端部设置与上述凹部相辅的凸部，通过使这些凹部与凸部嵌合，连接第一管状部件23a与第二管状部件23b。
接着，参照图9说明上述本实施方式的净水器用滤筒1中水的流动方式。图9是净水器用滤筒的剖视图。
当原水通过头7流向净水器用滤筒1时，原水如箭头C所示，在通过入水管15及开孔板19后，到达填充了粒状的过滤材料的垫片21的内部。
之后，到达垫片21内部的原水分流为：内层流D，其由于以粒状过滤材料的粒径及垫片的开口部的开口面积为起因的压力阻力，通过垫片21的收放过滤材料的内部空间及覆盖集水管23的开口部23g的薄板23h，流向集水管23内；以及外层流E，其从垫片21的内部空间通过垫片21的薄板21d，流向垫片21与主体容器13的间隙，再次返回垫片21的内部空间，之后通过集水管23的薄板23h流向集水管23。分流后的内层流D与外层流E通过设在主体容器13的同心中央部的集水管23到达集水部37，之后通过出水管17流向头7。这样流过集水管23的过滤水不通过其他过滤材料地直接流出到净水器用滤筒1的外部。
通过这样将原水在垫片21的入口附近分流为内层流D与外层流E，能够使原水在垫片内充分地遍布，由此，能够一样地使用粒状的过滤材料。分流为内层流与外层流的效果不限于在主体容器的配置方向，即使在垂直、水平及倾斜方向的任意场合都具有效果。另外，在垂直方向的场合，在从入水部供给原水时，不论原水流动的方向是垂直上方向，还是垂直下方向，都具有效果。
另外，通过连结分别成型的第一管状部件23a与第二管状部件23b而形成集水管23，能够使集水管23的开放端13a侧的端部、即第一管状部件23a的第一端部c、集水管23的封闭端13b侧的端部、即第二管状部件23b的第二端部f的外径的差比一体成形集水管的场合小。由此，由于能够使集水管23的外表面与主体容器13的内壁之间的距离沿主体容器13的长度方向大致一致，因此即使在使净水器用滤筒1的全长较长的场合，也能够使填充在集水管23与主体容器的内壁之间的粒状的过滤材料的厚度一定。
作为能够将原水在垫片入口部分流为内层流与外层流的理由之一，是利用粒状过滤材料的粒径进行的。粒状过滤材料的粒径只要是﹟20～﹟200网眼的范围即可，优选﹟30～﹟180网眼的范围，更优选﹟40～150网眼的范围。
用于本发明的净水器用滤筒的、用于形成设在垫片与主体容器之间的间隙的薄板能够列举网眼、粘接或融敷的纤维状薄板、无纺布、毛毡等，期望列举网眼、粘接或融敷的纤维状薄板、无纺布。
作为用于本发明的净水器的粒状过滤材料，能够列举粉末状活性炭、粒状活性炭、分子吸附树脂、沸石、分子筛、络合树脂、离子交换树脂、亚硫酸钙、珊瑚砂、麦饭石、医王石、电石等，列举使用这些中的一种或两种以上的方法。通过使用粉末状活性炭、粒状活性炭、沸石、分子筛、离子交换树脂、亚硫酸钙中的一种或两种以上，优选是使用粉末状活性炭、粒状活性炭的场合。
构成本发明的净水器的主体容器当考虑成本、成形加工性时，优选由ABS树脂、AS树脂、PP树脂、PE树脂、聚碳酸酯树脂等塑料构成。壁厚考虑耐压性，优选是3mm以上。
另外，在上述实施方式中，为了提高集水部件23的成形性，在轴向的中间部分分割集水部件23，但如图11所示，也可以通过组合在径向上分割的两个部件形成集水部件。
符号说明
1—净水器用滤筒，13—主体容器，15—入水管，17—出水管，21—垫片，23—集水管，21d—薄板，23a—第一管状部件，23b—第二管状部件，23h—薄板。
Claims (7)
1.一种净水器用滤筒，其具备：
在轴线方向具有规定的长度的主体容器；
大致圆筒形状的垫片，其在内部收放粒状的过滤材料，在外周面具有多个开口部，并且配置在上述主体容器内；
第一薄板，其以覆盖该垫片的上述多个开口部的方式配置，流体能通过，但过滤材料不会通过；
集水管，其与上述垫片大致同心状地配置在该垫片内，在外周面具有多个开口部；以及
第二薄板，其以覆盖该集水管的上述多个开口部的方式配置，流体能通过，但过滤材料不会通过，
在上述第一薄板与上述主体容器的内壁面之间形成有流体能通过且在内部不具有上述过滤材料的间隙，
上述垫片在其端面侧具有使流体流入其内部的垫片入口部，将从该垫片入口部流入上述垫片内部的流体分流为内层流与外层流，其中，上述内层流通过上述垫片的收放有上述过滤材料的内部空间及上述第二薄板，并流向上述集水管内，上述外层流从上述垫片的上述内部空间通过上述第一薄板并流向上述间隙，再次返回上述垫片的上述内部空间后通过上述第二薄板，并流向上述集水管，
该净水器用滤筒的特征在于，
在使上述集水管的内部的轴向长度为L，使上述集水管的内径为d时，上述集水管的尺寸定为值L／d为10～200。
2.根据权利要求1所述的净水器用滤筒，其特征在于，
上述过滤材料是粒径为0.1～1mm的粒状活性炭。
3.根据权利要求1所述的净水器用滤筒，其特征在于，
上述集水管的容器为0.74～24cm3。
4.根据权利要求1所述的净水器用滤筒，其特征在于，
由上述集水管的内周壁包围的部分的截面积为4～80mm2。
5.根据权利要求1所述的净水器用滤筒，其特征在于，
上述集水管具有圆形截面，沿轴线方向具有均匀的壁厚。
6.根据权利要求1所述的净水器用滤筒，其特征在于，
上述集水管使用注射成型而形成，其内壁具有0.05～1度的倒角。
7.根据权利要求1所述的净水器用滤筒，其特征在于，
上述集水管通过至少连结两个管状部件而形成。
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