CN108430930B - 净水滤筒 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种组装性优异且过滤能力高的净水滤筒。本发明的净水滤筒由具有原水入口和净水出口的壳和将前述壳的上端闭塞的外盖形成的空间内部收纳有粉体滤材，其特征在于，在壳内具备内筒和外筒，且在前述内筒和前述外筒的相同侧的端部具备覆盖前述内筒和前述外筒之间的上内盖，粉体滤材被容纳于由内筒、外筒及上内盖形成的环柱状的容纳空间，上内盖被水密地嵌接于前述内筒的内侧壁面。

Description

净水滤筒

技术领域

本发明涉及安装于净水器的净水滤筒。特别涉及直接连接于一般家庭的自来水水龙头的水龙头直接连结型净水器用的净水滤筒。

背景技术

近年来，家庭中净化自来水的净水器被广泛利用。在这些净水器中，使用容纳有用于将自来水净化的各种滤材的净水滤筒。作为滤材，一般使用将自来水中的游离残留氯、漂白粉味、霉味、三卤甲烷、铅等重金属离子等除去的粉体(粒状、粉状)的活性炭、离子交换体、将自来水中的浊质成分、细菌类等除去的中空丝膜。这些滤材能够处理的总过滤水量有限，所以在定期地更换净水滤筒的同时继续使用净水器。因此，使用者需要尽量紧凑且寿命长(即能够过滤能力较高地处理的总过滤水量较大)的净水滤筒。作为这样的性能优良的净水滤筒，根据图6~8对以往制品的一例进行说明。

图6的以往制品是具有原水入口11和净水出口12的净水滤筒，在内部设置有收纳有中空丝膜的内筒4，在形成于该内筒4和外筒5之间的大致环柱状的空间内设置有吸附剂层。原水从上侧的原水入口11进入滤筒内部，从侧面沿横向通过吸附剂层后，向下通过填充于中空丝膜罩的中空丝膜束9，从净水出口12流出。吸附剂层的上侧在内筒4和外筒5之间嵌入有上内盖6，内筒4的外侧壁面的上部和上内盖6嵌接(例如参照专利文献1)。

图7的以往制品是内置有净水滤筒的净水器，在形成于内筒4和外筒5之间的大致环柱状的空间内设置有吸附剂层。原水从下侧的原水入口11进入净水器内部，从侧面沿横向通过吸附剂层后，向上通过内筒4内，从净水出口12流出。在吸附剂层的上侧嵌入有过滤器(上内盖)，内筒的外侧壁面的上部和过滤器嵌接。此外，在形成于过滤器和外盖之间的空间，设置有用于使原水从上侧通过该过滤器来向吸附剂层流入的流路(例如参照专利文献2)。

图8的以往制品是内置有净水滤筒的净水器，在形成于内筒4和外筒5之间的大致环柱状的空间内设置有吸附剂层，在大致同轴上具备离子除去部件的连结罩和收纳有中空丝膜束9的罩被连接。原水从下侧的原水入口11进入，从侧面沿横向通过吸附剂层后，通过连结罩，向上通过收纳于罩的中空丝膜，从净水出口12流出。该净水滤筒也具有内盖，该内盖与外筒5的内侧壁面的下部嵌接。此外，在该净水滤筒中，与内筒相比，外筒的整长较长，吸附剂层达到被内盖密封的外筒的下端部(例如参照专利文献3)。

专利文献1：日本特开2008-136933号公报。

专利文献2：日本特开2007-313501号公报。

专利文献3：日本特开2008-194596号公报。

这里，作为用于吸附件层的滤材的种类，可以列举大致环柱状的成形体的滤材、容纳于大致环柱状的容纳空间的粉末状或粒状的滤材(以下称作粉体滤材。)。并且，在大致环柱状的成形体的滤材中，用于成形的粘接剂的质量比例占20~30%左右，该粘接剂的部分不有助于过滤。与此相对，在如图6~8所示的以往制品的净水滤筒中采用的大致环柱状的容纳空间容纳有粉体滤材的部件中，不需要粘接剂，所以与大致环柱状的成形体的滤材相比，滤材的密度变高，其过滤能力优异。但是，另一方面，也存在由于使用粉体滤材而产生的问题。即，在如图6、图7所示的以往的净水滤筒中，内筒和上内盖的嵌接部形成于内筒的外侧壁面上(即内筒的与粉体滤材接触的一侧的面上)，所以在净水滤筒的制造工序时，使上内盖嵌接于内筒时，有粉体滤材夹于该嵌接部的可能性。并且，若粉体滤材夹于该嵌接部，则有该嵌接部的水密性丧失的可能性，在净水滤筒的制造工序中，不得不以粉体滤材不接触该嵌接部的方式填充粉体滤材。因此，有净水滤筒的制造时的组装作业性较低的问题。

此外，即使在如图8所示那样的净水滤筒地情况下，外筒和内盖的嵌接部形成于外筒的内侧壁面上(即外筒的与粉体滤材接触的一侧的面上)，所以由于与上述相同的情况，不得不以粉体滤材不与该嵌接部接触的方式填充粉体滤材，有净水滤筒的制造时的组装作业性低的问题。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种组装性优异且过滤能力高的净水滤筒。

为了解决前述问题，本发明的净水器由下述方案构成。即，以下述(1)~(6)为特征。

(1)一种净水滤筒，前述净水滤筒在具有原水入口和净水出口的壳的内部收纳有粉体滤材，其特征在于，在壳内具备内筒和外筒，且在前述内筒和前述外筒的相同侧的端部具备覆盖前述内筒和前述外筒之间的上内盖，前述粉体滤材被容纳于由前述内筒、前述外筒及前述上内盖形成的环柱状的容纳空间，前述上内盖被水密地嵌接于前述内筒的内侧壁面。

(2)优选为，前述内筒及前述外筒的至少一方由支承框和过滤件构成，前述支承框在其壁面具有多个开口部，前述支承框是圆筒状的，前述过滤件固定于该支承框，覆盖前述开口部。

(3)优选为，上述净水器的中空丝膜束被密封固定于前述内筒的内侧。

(4)优选为，上述净水器的弹性部件被配设于前述粉体滤材和前述上内盖之间。

(5)优选为，前述粉体滤材的平均粒径为30~150μm，粒径为平均粒径的50%以下的粉体滤材的合计的质量相对于粉体滤材整体的质量为10%以下。

(6)优选为，前述粉体滤材的平均粒径为30~150μm，粒径为平均粒径的X%以下的粉体滤材的合计的质量相对于粉体滤材整体的质量为10%的X的值为40~60的范围。

发明效果

本发明根据上述方案能够具备以下的优异效果。即，

根据上述(1)的方案，大幅抑制内筒和上内盖的嵌接部分的粉体滤材的嵌入，所以能够得到组装性优异且过滤能力高的净水滤筒。

此外，根据上述(2)的方案，提高内筒、外筒的强度，能够抑制由于在净水工序产生的水压而内筒、外筒变形。由此，能够防止吸附件层的层厚下降，能够防止在净水工序中原水通过的吸附件层的距离缩小，进而能够抑制由于原水的吸附件层的吸附处理不足导致的净水滤筒的过滤性能的下降。

此外，根据上述(3)的方案，将内筒内的空间作为过滤层有效地活用，能够使净水滤筒更紧凑。

此外，根据上述(4)的方案，抑制在填充的粉体滤材和上内盖间的空隙的产生，在该净水滤筒通过原水时，能够抑制原水通过不存在粉体滤材的上述的间隙(以下称作短路。)。

此外，根据上述(5)的方案，能够抑制粒径为平均粒径的50%以下的粉体滤材颗粒进入比平均粒径的50%大的粒径的粉体滤材颗粒之间而作为整体粉体滤材的密度变高所引起的压力损失的上升。

此外，根据上述(6)的方案，能够取得抑制粒径较小的粉体滤材进入粒径较大的粉体滤材颗粒之间而粉体滤材作为整体的密度变高所引起的压力损失的上升效果、抑制除去粒径较小的粉体滤材部分导致的粉体滤材制造中的收获率恶化及成本上升的效果的平衡。

附图说明

图1是本发明的一实施方式例的净水滤筒的概略纵剖视图。

图2是本发明的一实施方式例的净水滤筒与流路切换器连接而成的水龙头直接连结型的净水器的概略外观图。

图3是本发明的其他实施方式例的净水滤筒的概略纵剖视图。

图4是本发明的其他实施方式例的净水滤筒的概略纵剖视图。

图5是本发明的其他实施方式例的净水滤筒的概略纵剖视图。

图6是本发明的现有技术的一实施方式例的净水滤筒的概略纵剖视图。

图7是本发明的现有技术的其他实施方式例的净水滤筒的概略纵剖视图。

图8是现有技术的其他实施方式例的净水滤筒的概略纵剖视图。

图9(a)~图9(f)是表示向本发明的其他实施例的过滤件向支承框的通过超声波焊接的固定方法的概略图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式例进行说明。

另外，在本说明书中，“质量”和“重量”同义。

图1是本发明的一实施方式例的净水滤筒的概略纵剖视图。此外，图2是本发明的一实施方式例的净水滤筒与流路切换器连接而成的水龙头直接连结型的净水器的概略外观图。

在本申请中，关于上下等位置、方向的术语是指，以图1所示的朝向配置的净水滤筒(即，以净水滤筒的净水出口12向铅垂方向的下方开口的方式配置的净水滤筒)的上下等位置、方向，但本发明的净水滤筒并非必须仅以图1的朝向配置来使用。

净水滤筒1在下端侧具有原水入口11和净水出口12，在由上端开口的有底筒状的壳2和将壳2的上端开口闭塞的外盖3形成的空间内部，收纳有中空丝膜束9和粉体滤材10。并且，净水滤筒1如图2所示，直接连结于水龙头，并且借助原水取水口21接收被从水龙头供给的原水，与将该流路切换成原水侧(原水出口22)或净水侧(净水出口12)的流路切换器20连接，作为水龙头直接连结型的净水器19的一部分，能够用于将原水净化来作为净水排出。

中空丝膜束9与内筒4和密封部13一同构成中空丝膜模块18。中空丝膜束9借助灌封剂密封固定于内筒4的下端侧而容纳于内筒4内。

在内筒4的大致同心外侧配置有外筒5，内筒4和外筒5的下端侧互相接触而形成底部，其上端侧借助上内盖6来覆盖内筒4和外筒5之间，划分有底环柱状的收纳空间。并且，粉体滤材10容纳于由内筒4、外筒5及上内盖6形成的环柱状的容纳空间。

从原水入口11进入的原水被导入形成于壳2的内侧壁面和外筒5的外周面之间的环状的间隙14后，将外筒5、粉体滤材10、内筒4按照该顺序沿径向通过，到达配置于内筒4的内侧的中空丝膜束9。

接着，对构成净水滤筒1的各部件进行说明。

壳2是上端开口的有底筒状，在下端侧的右侧侧面具有原水入口11，在下端面部的中央部具有净水出口12。净水出口12由贯通壳2的底部的多个贯通孔构成，以包围该净水出口12的方式在壳2的内侧底面设置有大致圆筒状的支承壁44。该支承壁44嵌入中空丝膜模块18的中空丝膜束9的开口部侧端部，使中空丝膜模块18立设于壳2内。在原水入口11处在入口开口周围设置有用于与流路切换器20连接的卡口机构(无图示)。下端部的原水入口和净水出口位于相同的下端侧，所以与流路切换器连接来构成净水器时，容易使设置于流路切换器的原水出口和设置于净水滤筒的净水出口朝向相同的方向，且能够使它们接近来紧凑地配置，作为需要紧凑且容易使用的水龙头直接连结型净水器的净水滤筒具有适合的配置结构。

另外，也可以原水入口与图1不同，在下端面部与净水出口偏心的位置设置成向下方开口。这样，能够减少存在于图1的净水滤筒1的、刚穿过原水入口后原水穿过的流路17的轴向高度，能够使净水滤筒1更紧凑。

外盖3是将壳2的上端开口闭塞的部件，通过超声波焊接固定于壳2。其固定的方法除了基于超声波焊接的以外，也可以基于螺纹构造、粘接。此外，外盖3若是透明的，则能够确认净水滤筒1内部的状况，所以是优选的。在图1中，外盖3内接于壳2而被连接，但也可以是外盖外接于壳而被连接。这样，由外盖和壳形成的角部是能够有效活用的空间，能够将壳2的上端配置于外盖内表面正下方。这样，粉体的滤材容纳空间变大，容纳更多的粉体滤材，能够使粉体滤材部的过滤能力进一步提高。另外，在图1等所示的本发明的净水滤筒的实施方式例中，净水滤筒具有外盖。但是，后述的上内盖6具有能够承受来自净水滤筒外部的冲击、通水时的来自净水滤筒内部的水压等的强度的情况下，本发明的净水滤筒能够采取没有上述外盖的方式。

外盖3可以说是净水滤筒1的外侧上端的顶棚面(以下称作顶面。)和筒状部从顶面的外周部垂下的形状，如图3的净水滤筒的实施方式例所示，也可以有其外盖的筒状部的长度比壳2的筒状部的长度长的实施方式。该情况下，后述的上内盖6与图1不同，上内盖6的外周面嵌接于外盖3的筒状部内侧壁面，将间隙14的上端闭塞。

此外，本申请中“嵌接”是指在两个部件处，这些部件的一方的部件与另一方的部件嵌合进而被固定。

中空丝膜模块18将把既定根数的中空丝膜打捆而弯折成倒U字形的中空丝膜束9容纳于大致筒状的内筒4内，将内筒4的下端侧内表面和中空丝膜束9的下端侧、进而将中空丝膜的下端侧彼此借助聚氨酯、环氧树脂等灌封剂密封固定。密封固定的部分是密封部13。中空丝膜束9的下端面开口，朝向净水出口12。作为中空丝膜的材质适合使用亲水化的聚砜等。聚砜生物学特性、耐热性、耐化学性等优异，作为净水器用途是优选的。作为中空丝膜的材质，除了聚砜以外也可以使用聚丙烯腈、聚亚苯基砜、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯等。中空丝膜的孔径是0.1~0.3μm，前述范围的孔径最适合捕捉自来水中的浊质。也可以将材料不同的多种中空丝膜组合。若加入疏水性的聚乙烯、聚丙烯的中空丝膜，则能够将混入水的空气高效率地排出。在内筒4的下端侧外周面装配有将与上述的壳2的支承壁44的内侧壁面之间水密地密封的O型圈。在图1中，中空丝膜束9被弯折成倒U字形，但也可以是直线状且其上端的开口借助粘接剂、热融接密封的中空丝膜束。中空丝膜的外径优选为300~500μm，内径优选为200~340μm，膜厚优选为50~100μm，由于满足这些条件，在上述那样的制造工序的弯折工序、后述的放入内筒的工序等中中空丝膜不会断。若中空丝膜的外径为300~500μm，若具有充分的强度且足够细，则能够在细的内筒确保足够大的膜面积，能够发挥更高的浑浊过滤能力。

内筒4由合成树脂制的支承框31和过滤件33构成。在支承框31的下端侧的外侧侧面，用于与外筒5嵌合的嵌合部被带台阶地形成。在内筒4的比密封部13靠上部的支承框31的周面设置有格子状的多个开口部32，由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、尼龙等合成纤维构成的过滤件33以覆盖该开口部32的开口的方式固定于支承框31的周面。过滤件33不泄漏面对的粉体滤材10，具有使应该被处理的水通过的过滤器功能，所以该过滤件33的开口比粉体滤材10的粒径小。此外，为了使通水的压力损失减少，过滤件33的开口率优选为在强度允许情况下尽可能大。此外，同样地，支承框31的开口部32的开口率也优选为在强度允许情况下尽可能大。

这样，内筒4由在其壁面具有多个开口部32的圆筒状的支承框31和固定于该支承框31来覆盖开口部32的过滤件33构成，所以内筒4的强度提高，能够抑制内筒4由于在净水工序产生的水压变形，粉体滤材10(吸附件层)的层厚减少，由此导致的在净水工序中原水通过的吸附件层的距离缩小，原水的吸附件层的吸附处理不足，净水滤筒的过滤性能下降。

进而，在图8所示那样的以往的净水滤筒中，也有在配置于比内筒靠水流的上游侧的粉体滤材的较多的部分中保持少量的原水通过，该部分的粉体滤材未被充分地有效活用的问题。但是，在本发明的实施方式的该净水滤筒中，支承框31的开口部32的存在的区域与面对的粉体滤材10存在的区域大致一致。由此，原水在被容纳的粉体滤材的整体中大致均匀地流动，所以能够将容纳于净水滤筒具备的环柱状的容纳空间的粉体滤材10的整体有效地活用。

此外，覆盖开口部32的开口的过滤件33是无纺布、网状物等织物等，是薄片状，不泄漏粉体滤材10，具有使要被处理的水通过的过滤功能即可。

作为将过滤件33固定于内筒4的支承框31的方法，在内筒4的成形时与过滤件33一体成形的方法在牢固地安装的方面被优选。

将过滤件33一体成形的情况下，若使过滤件33位于支承框31的内侧壁面，在被在内筒4的径向的外侧填充、容纳的粉体滤材10能够与支承框31的厚度相应地增加填充量。进而，在支承框31的内侧设置肋、突起，设为将过滤件33夹入的构造，由此能够使强度提高，使得过滤件33不会由于水压而从支承框31剥离。此外，若是肋的话，还能够有助于支承框31的强度提高而被优选。

此外，作为过滤件33向支承框31的固定方法，也可以是借助粘接剂粘贴或热融接、超声波焊接或使其压接。若是这些方法，则与使用的粉体滤材的粒度配合，能够改变过滤件的开口、密度，能够在一种支承框中制作多种内筒，并且支承框的模具形状也简单，所以能够使制品的成本下降而被优选。这些固定方法的情况下，过滤件33位于支承框31的外周面，由此能够容易地固定，能够在过滤件及支承框双方将水压分散来保持，所以难以发生剥离等问题，强度上也是优选的。

这些固定方法中，为了保持与支承框的固定强度，优选为热融接或者超声波焊接。能够与选定的过滤件的材质配合，来调节施加的能量的量而以一定的强度以上固定于支承框，所以超声波焊接被较合适地使用。

具体地，优选的是如下固定方式：作为过滤件的片状的聚烯烃系无纺布以覆盖(内筒的)支承框外周面的方式卷绕，呈筒状形状的无纺布的轴向两端部整周被超声波焊接于(内筒的)支承框外周面，进而被筒状地卷绕的无纺布的轴向的接缝部分也被超声波焊接，能够填充粉体滤材。该固定方式为超声波焊接部位是最低限度的区域的这样的简单的方式，且能够发挥不泄漏粉体滤材的切实的效果。

此外，作为实现该固定方式的基于超声波焊接的固定方法，优选为图9的(a)~(f)所示那样的。即，如图9的(a)所示，使与其内径配合的筒状的夹具39穿过筒状的(内筒的)支承框31的内部，借助夹具39来保持支承框31。使被施加适度的张力的片状的过滤件33的长条件的一端部配置于要固定的支承框31外周面上的位置。如图9的(b)所示，将超声波焊接装置的两个喇叭40抵接于该过滤件33的一端部的(筒状的支承框的)轴向两端部，暂时固定地进行超声波焊接。接着，如图9的(c)所示，通过使夹具39绕中心轴旋转来使支承框31旋转，同时连续地借助两个喇叭40将过滤件33的轴向两端部相对于支承框31超声波焊接。如图9的(d)所示，若旋转一周，则过滤件33的轴向两端部被遍及支承框31外周面整周地超声波焊接。此后，如图9的(e)所示，将过滤件33的另一端部切断，进而使两个中的一个喇叭40在支承框31的轴向两端部间沿轴向移动，同时进行超声波焊接。通过该轴向移动超声波焊接，过滤件33的轴向的接缝部分也被超声波焊接。这样如图9的(f)所示，基于超声波焊接的固定方法完成。上述的固定方法能够借助简便的超声波焊接装置结构实现，发挥能够得到高生产率的效果。

作为将水中的浊质成分、细菌类等除去的滤材的中空丝膜束为了提高浑浊过滤能力而希望其具有的膜面积较大。但是，密封部为了确保相对于水压的密封固定的强度而需要一定的轴向高度，并且密封部中的中空丝膜束不有助于过滤，所以为了提高中空丝膜束内的有助于过滤的有效部分的比例而使有效膜面积增大，使中空丝膜束的长度增大是合理的。结果，中空丝膜束为细长的形状，与此相随，惯例为，容纳中空丝膜束而保护其的内筒也是轴向长度比其口径长的细长的筒状。

因此，内筒4的形状也是细长的筒状，显然中空丝膜模块18也为细长的大致筒状形状。这里，使容纳于内筒4内的中空丝膜束9的长度延伸至后述的上内盖6的紧下方，由此能够增大中空丝膜束9的有效膜面积，能够提高中空丝膜束部(即中空丝膜模块18)的浑浊过滤能力。此外，将中空丝膜束9密封固定于内筒4内，由此将内筒内的空间作为过滤层来有效地活用，有助于实现既定的过滤能力且使净水滤筒紧凑。

此外，在图1中，内筒4形成为由支承框31和过滤件33构成的一体物，但显然也能够将内筒上部的支承框部分和内筒下部的接合部等分体地形成，将它们通过嵌接、焊接或粘接等组装或连接成图1的形状，但是作为一体物形成较廉价且生产也能够简便地进行。

接着，与内筒4一同对形成容纳粉体滤材10的环柱状的容纳空间的外筒5及上内盖6进行说明。

如图1所示，外筒5的下端部由于分岔而分为内侧壁部45a和外侧壁部45b。在内侧壁部45a的下端侧面设置有向壳2的内侧突出的突出部，在外侧壁部45b的下端侧面设置有向壳2的外侧突出的突出部。外筒5以覆盖内筒4的外周的方式插入壳2内，外筒5的内侧壁部45a的突出部相对于设置于内筒4的支承框31的下端的嵌合部的台阶嵌合来嵌接，借助内筒4和外筒5来形成底，另一方面，外筒5的外侧壁部45b的突出部与壳2嵌合来嵌接，从而被固定。这里，在外筒5的内侧壁部45a和外侧壁部45b之间存在空间，所以成为板簧构造，内筒4和壳2的嵌接部分相对于水及粉体滤材10呈密封状态。该嵌接部分也可以为了水密地密封来装配O型圈等弹性部件，但若如图1所示那样地设为基于树脂部件的嵌合的嵌合，则部件个数变少，能够削减净水滤筒的制造工序的作业工序。该嵌接部分的设计能够采用任意的方法，但优选为图1所示的板簧构造。

外筒5由合成树脂制的支承框34和过滤件36构成。在外筒5的支承框34的周面设置有格子状的多个开口部35，在该支承框的周面以覆盖开口部35的开口的方式固定有由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、尼龙等合成纤维构成的过滤件36。过滤件36不泄漏面对的粉体滤材10，具有使要处理的水通过的过滤器功能，所以该过滤件36的开口比粉体滤材10的粒径小。此外，为了减少通水的压力损失，优选为过滤件36的开口率只要强度允许就尽量大。此外，同样地，支承框34的开口部35的开口率也优选为只要强度允许就尽量大。

这样，外筒5由在其壁面具有多个开口部35的圆筒状的支承框34和固定于该支承框34来覆盖开口部35的过滤件36构成，所以外筒5的强度提高，由此能够抑制，由于在净水工序产生的水压，外筒5变形，粉体滤材10(吸附件层)的层厚下降，由此导致在净水工序中原水通过的吸附件层的距离缩小，原水的吸附件层处的吸附处理不足，净水滤筒的过滤性能下降。

进而，为了能够有效地活用容纳于净水滤筒具备的环柱状的容纳空间的粉体滤材10的整体，开口部35存在的区域优选为与面对的粉体滤材10存在的区域大致一致。覆盖开口部35的开口的过滤件36为无纺布、网状物等织物等，是薄片状，不泄漏粉体滤材10而具有能够使要处理的水通过的过滤器功能即可。

作为将过滤件36固定于外筒5的支承框34的方法，外筒5的成形时与过滤件36一体成形的方法由于牢固安装的方面而优选。

将过滤件36一体成形的情况下，若使过滤件36位于支承框34的外周面，则被填充、容纳于外筒5的径向的内侧的粉体滤材10能够与支承框34的厚度相应地增加填充量。进而，在支承框34的外侧设置肋、突起，设置成夹入过滤件36的构造，由此能够提高强度，使得不会由于水压而过滤件36从支承框34剥离。此外，若是肋的话，也能够有助于支承框34的强度提高而被优选。

此外，作为固定方法，也能够借助粘接剂粘贴或热融接、超声波焊接或使其压接。若是这些方法，能够与使用的粉体滤材的粒度配合，改变过滤件的开口、密度，能够在一种支承框制作多种外筒，并且支承框的模具形状也简单，所以能够使制品的成本下降而被优选。这些固定方法的情况下，过滤件36位于支承框34的外周面，由此能够容易地固定，能够在过滤件及支承框双方分散水压来保持，所以难以产生剥离等问题，强度上也是优选的。

这些固定方法中，为了保持与支承框的固定强度，优选为热融接或者超声波焊接。能够与选定的过滤件的材质配合，调节施加的能量的量，以一定强度以上固定于支承框，所以超声波焊接被适合地使用。

基于超声波焊接的过滤件向外筒(的支承框)的固定方式和固定方法的具体的优选的方式与上述的相对于内筒的相同。

此外，在图1中，外筒形成为由支承框和过滤件构成的一体物，但显然也能够将上部的支承框部分由多个部件形成，将它们通过嵌接、焊接或粘接等来组装或连接成图1的形状，但作为一体物形成的话廉价且生产能够简便地进行。

另外，显然，外筒5在壳2内且位于内筒4的径向外侧，所以有壳2口径＞外筒5口径＞内筒4口径的关系。

上内盖6由覆盖被内筒4和外筒5划分的环状空间的环状的顶面、从该顶面的外周部向下方突出的筒状部、从该顶面的内周部向下方设置的下方凹部构成。下方凹部是接触内筒4的内侧壁面的部件，在本发明的一实施方式例中是圆状的凹部。此外，在该下方凹部的外周面形成有环状的台阶部15，该台阶部15与内筒4的上部的内侧壁面嵌接，形成嵌接部分。并且，该嵌接部分相对于水及粉体滤材10呈密封状态。这样，上内盖嵌接于内筒的上部的内侧壁面而形成有嵌接部分是本发明的净水滤筒的重要特征之一。并且，本发明的净水滤筒通过具有这样的构造，嵌接部分形成于容纳粉体滤材的环柱状的容纳空间的外侧，所以能够大幅抑制把粉体滤材嵌入嵌接部分的嵌接部分的水密性降低，进而，在净水滤筒的组装时，也不需要像以往那样以将粉体滤材嵌入嵌接部分的方式过分谨慎地进行粉体滤材的填充，所以粉体滤材的填充也变得容易，该净水滤筒的组装性也优异。此外，在净水滤筒中，在该制造工序中，借助粉体滤材更紧密地填充环柱状的容纳空间，所以能够在对形成该收纳空间的外筒等施加振动的同时进行粉体滤材的填充。并且，在以往的净水滤筒中，由于粉体滤材填充时的振动扬起的粉体滤材附着于内筒的上部的外侧壁面，若该状态下使上内盖嵌接于内筒，则粉体滤材嵌入这些嵌接部。由此，在以往的净水滤筒中使上内盖嵌接前，需要除去附着于内筒的外侧壁面的粉体滤材。但是，在本发明的净水滤筒中，嵌接部形成于内筒的内侧壁面，所以在使上内盖嵌接前，不需要除去附着于内筒的外侧壁面的粉体滤材，所以粉体滤材容易被紧密填充，能够组装过滤能力优异的净水滤筒。

此外，若上内盖6透明，则组装时能够确认是否有异常等净水滤筒1内部的状况所以被优选。

关于该嵌接部分的嵌接方法，能够与滤筒形状对应地选定，也可以如图1所示地使用O型圈等弹性部件37来水密地密封。或者，也可以不使用弹性部件等，而是基于树脂部件的嵌入。该情况下，能够削减部件个数，并且能够削减嵌入弹性部件的工序，组装性提高。

上内盖6的下表面和内筒4及外筒5的上端的间隙优选为尽可能小，但考虑各部件的制作精度，可以设定为0.5~1mm左右。

此外，在设置于上内盖6的径向最外侧部的筒状部的外侧壁面形成台阶部16，与壳2的上端部的内侧壁面嵌接，其嵌接部分呈水密状态。上内盖6的台阶部16的口径被设定成比外筒5的外周面的口径大，所以上内盖6发挥在壳2内侧壁面和外筒5外周面之间形成构成与原水入口11相通的原水流路的筒状的间隙14的作用。该嵌接部分使用图1所示的O型圈等弹性部件38也能够使密封性更可靠，也可以设为基于树脂部件的嵌入来削减部件个数。

也可以设置，从外筒5的外周面向径向外侧伸出来与壳2的内侧壁面抵接的在周向上离散地配置的多个凸部。通过将上述间隙14更切实地形成，保持，能够确保原水流路，减少流路部分的压力损失，能够使滤筒的流量增大。

上述间隙14也根据净水滤筒1的设定流量设定，优选为0.5mm以上。若使间隙14较大，则原水变得容易流动，相反，粉体滤材的容纳空间变少，所以优选地将该间隙设为3mm以下，优选为2mm以下。

此外，下述实施方式也是优选的：外筒的上端部外周面向径向外侧伸出，与壳2的内侧壁面嵌接，其嵌接部分呈水密状态。该情况下，上内盖也可以是与壳的内侧壁面不嵌接的方式。

此外，图1的上内盖6具有下方凹部，但如图4的其他实施方式例所示，也可以将顶面由覆盖内筒4和外筒5之间的空间及内筒4的内侧空间的板状部件构成，呈筒状部从顶面的中央部垂下的形状。该情况下，形成于该筒状部的外周面的台阶部15与内筒4的上部的内侧壁面嵌接而形成有嵌接部分。并且，该嵌接部分相对于水及粉体滤材10呈密封状态。并且，在该实施方式例的净水滤筒中，粉体滤材难以嵌入嵌接部，也能够使嵌接部分的密封性和净水滤筒的组装性提高。也能够在该台阶部15作为弹性部件37夹装O型圈来使密封(或密闭)性可靠。但是，为了紧凑的净水滤筒设计，优选为不夹装弹性部件地实现密封(或密闭)。

此外，作为上内盖6的下方凹部的方式，除了如图1所示以外，如图5的本发明的其他实施方式的例子的净水滤筒的概略纵剖视图所示的上内盖6那样，也能够在下方凹部设置上方凸部43。此外，也能够代替该上方凸部地设置肋等。净水滤筒的使用中水压重复施加至上内盖6，所以能够通过设置该上方凸部43等来提高上内盖6相对于水压的强度。

进而，上内盖6作为一体物形成，但显然也能够将上部的盖部分和内筒的内侧壁面嵌接的部分等分体地形成，将它们通过嵌接、焊接或粘接等组装或连接成图1、图3所示的上内盖的形状，但作为一体物形成的话较廉价且简便。

接着对粉体滤材10进行说明。粉体滤材10容纳于由上述的内筒4、外筒5、上内盖6形成的环柱状的容纳空间。制造工序中上内盖6嵌接于内筒4的上部的内侧壁面前，从内筒4的上部和外筒5的上部之间的部分填充粉体滤材10，填充完成后，上内盖6以将粉体滤材10密闭的方式与内筒4的上部的内侧壁面嵌接。此外，填充时相对于粉体滤材10进行振动、吸气、排气来提高粉体滤材的填充密度会提高净水滤筒的过滤能力，所以是优选的方法。

作为粉体滤材10，能够将以椰子壳、木材、煤炭等为原料的粒状或粉状活性炭、适合将原水中的铅等重金属除去的粒状或粉状离子交换体、例如钛硅酸盐、铝硅酸盐等的沸石、或离子更换树脂等适当组合填充来使用。

对于粉体滤材10，能够使用其平均粒径为约30~900μm的范围的，与净水滤筒的种类、用途、性能对应地选择来使用。若使粒径变小则表面积增加，所以能够提高粉体滤材的吸附能力、离子更换能力，粉体滤材的填充密度也提高。因此，作为粉体滤材10采用平均粒径为小至约30~150μm的由于能够大幅提高基于粉体滤材部的过滤能力、也更加提高填充密度的方面非常被优选。粉体滤材的粒径在活性炭的情况下，可以按照由JIS K 1474：2014活性炭试验方法 7.3粒度确定的方法测定，也可以是通过激光衍射/散射式法测定的方法。无论哪个均能使质量或者体积的粒度分布的积算值占50%的粒径(50%粒径)为平均粒径。在本申请中，使用激光衍射/散射式粒径测定装置(日机装公司制、粒度分布测量装置（マイクロトラック）、型式[MT3300])测定，将体积的粒度分布的积算值占50%的粒径(50%粒径)设为平均粒径。

在以往的成形体的活性炭等的滤材中，用于成形的粘接剂所占的体积比例占30~20%左右，该部分不有助于过滤，但通过使用粉体滤材，能够将粘接剂所占的体积用活性炭或离子交换体填充，增加的滤材有助于过滤，所以能够大幅提高过滤能力。特别是平均粒径为小至约30~150μm的粉体滤材的情况下，能够提高填充密度，例如，作为粉末状活性炭使用椰子壳活性炭的情况下，能够提高至0.50~0.75g/mL左右，所以能够过滤能力较高且紧凑地构成净水滤筒。

此外，更优选为，使粉体滤材的平均粒径为小至30~150μm的值，进而，将粒径为平均粒径的150%以上的粉体滤材部分(例如平均粒径为约120μm的情况下，粒径为约180μm以上的粉体滤材部分)通过振动等操作除去，粒径为平均粒径的150%以上的粉体滤材的合计的质量相对于粉体滤材整体的质量为10%以下。这样，能够进一步提高基于粉体滤材部的过滤能力，能够得到使填充密度进一步提高的效果。

另一方面，一般若使粒径变小则粉体滤材部的通水的压力损失变大，也会不能确保既定的过滤流量。但是在本发明中，与上述那样地细长的大致筒状的中空丝膜模块18(及其内筒4)形状对应，上述的环柱状的容纳空间及容纳于其的粉体滤材10的整体形状(粉体滤材部的形状)的轴向长度变长，且呈比其径向长度(厚度)长的筒状形状。并且，通水从环柱状的粉体滤材部的外侧向内侧沿径向进行，所以通水的流路截面积与沿轴向通水的情况相比，一直变大，所以通水的流速减慢，即使将粒径较小的粉体滤材高密度填充，也能够将通水的压力损失充分减少，实现既定的过滤流量。

筒状的粉体滤材部的轴向长度/径向长度被与以超过1的数值要求的压力损失等对应地确定，但优选为3以上。此外，径向长度的绝对值考虑防止粉体滤材和容纳空间上端、容纳空间下端的边界面处的通水的短路及根据粉体滤材的过滤原理设为最低必要限度的值等而确定，但在实用上惯例为约5mm以上。

如上所述，在本发明中，即使对粉体滤材部高密度填充粒径较小的粉体滤材，也能够充分减少通水的压力损失，如下所述，在粒度分布上，以使粒径为小于一定值的一侧的粉体滤材为其质量分数以下的方式进行除去相对于压力损失低减被进一步优选。即，将粒径为平均粒径的50%以下的较小的粉体滤材部分(例如平均粒径为约120μm的情况下，粒径为约60μm以下的粉体滤材部分)通过振动等操作除去，粒径为平均粒径的50%以下的粉体滤材的合计的质量相对于粉体滤材整体的质量优选为10%以下。由此，在粉体滤材部能够大幅减少压力损失。粒径较小的粉体滤材颗粒进入比其大的粒径的粉体滤材颗粒之间，作为整体使粉体滤材的密度较高，堵塞粉体滤材部，妨碍被处理流体(原水)的流动，推定为压力损失上升的较大的要因。推定通过除去平均粒径较小的粉体滤材颗粒而产生使压力损失减少的效果。

若除去平均粒径较小的粉体滤材，能够减少压力损失，但若过多除去，则粉体滤材制造上的收获率变差，成本上升。因此，若考虑压力损失低减的效果和成本的均衡，则粒径为平均粒径的X%以下的粉体滤材的合计的质量相对于粉体滤材整体的质量为10%的X的值优选为40~60的范围。X的值越大，越能较多地除去小粒径的粉体滤材，能够使压力损失减少，但粉体滤材制造的成本变高。X的值越小，越将粉体滤材制造的成本抑制为较低，但压力损失的减少效果变小。若X的值为40~60的范围，则压力损失减少的效果和成本取得平衡，所以被优选。

优选地，在粉体滤材10和上内盖6之间配设弹性部件8。这样，弹性部件8推压粉体滤材10和上内盖6，与它们密接，由此填充的粉体滤材10和上内盖6之间没有空隙，通过原水时没有将粉体滤材10短路的可能。作为弹性部件，能够使用硬度低的硅酮橡胶等橡胶、合成树脂的海绵、发泡体、无纺布、毡等。

在上述说明中，大致筒状的部件(即内筒和外筒)具有相同中心轴而被同轴地配置在用于使净水滤筒紧凑上是最有效、合理的，是优选的方式。

此外，在上述说明中，呈使两个部件嵌接来将其部件间密封(或密闭)状态的情况，夹装密封部件，也能够使密封(或密闭)可靠。但是，为了紧凑的净水滤筒设计，优选为不夹装密封部件地实现密封(或密闭)。

此外，壳2、外盖3、内筒4、外筒5、上内盖6的材质优选为由ABS(丙烯腈・丁二烯・苯乙烯)树脂、AS(丙烯腈・苯乙烯)树脂、PS(聚苯乙烯)树脂、PP(聚丙烯)树脂等成形时尺寸精度较高的树脂成形。

对如以上说明地构成的净水滤筒1的水的流动进行说明。

从原水入口11进入的原水在流路17被沿周向大致均等地分配，被导向作为原水流路的环柱状的间隙，将外筒5、粉体滤材10、内筒4按照该顺沿径向通过，到达中空丝膜束9。原水与粉体滤材10接触，通过它，由此，原水中的游离残留氯、漂白粉味、霉味、三卤甲烷、铅等重金属离子等被除去。接着，水通过中空丝膜，还除去浊质成分、细菌类等而成为净水，经过中空丝膜束9的下端面的开口被从净水出口12排出。

实施例

实施例所示的粒径使用激光衍射/散射式粒径测定装置(日机装公司制、粒度分布测量装置（マイクロトラック）、型式[MT3300])测定。粒度分布以对数刻度将0.023μm~2000μm的范围132分割，测定具有各区间的粒径的活性炭颗粒的体积。将粉体滤材的表观密度借助密度测定装置(麦克仪器（マイクロメリティックス）公司制、AccuPyc II 1340)测定，将体积乘以表观密度来算出质量。

(实施例1)

作为粉体滤材使用椰子壳活性炭，粒径根据激光衍射/散射式法测定，使用基于体积的粒度分布的积算值占50%的平均粒径为114μm、粒径为平均粒径的50%即57μm以下的活性炭的合计的质量相对于活性炭整体的质量为10%的。将该活性炭填充于图1的构造的净水滤筒，按照JIS S 3201确定的家庭用净水器试验方法，以3L/分、SV＝3750Hr^-1通水，进行初始流量试验、三氯甲烷过滤能力试验。三氯甲烷过滤能力试验将除去率80%设为终点，将除去率至80%的总通水量设为三氯甲烷过滤能力。将结果在表1表示。初始流量、三氯甲烷过滤能力显示优异结果。

(实施例2)

作为粉体滤材使用椰子壳活性炭，粒径按照激光衍射/散射式法测定，使用基于体积的粒度分布的积算值占50%的平均粒径为119μm、粒径为平均粒径的60%即71μm以下的活性炭的合计的质量相对于活性炭整体的质量为10%的。将该活性炭填充于图1的构造的净水滤筒，根据JIS S 3201确定的家庭用净水器试验方法，以3L/分、SV＝3750Hr^-1通水，将进行初始流量试验、三氯甲烷过滤能力试验的结果在表1表示。初始流量、三氯甲烷过滤能力显示优异结果。

(实施例3)

作为粉体滤材使用椰子壳活性炭，粒径按照激光衍射/散射式法测定，使用基于体积的粒度分布的积算值占50%的平均粒径为130μm、粒径为平均粒径的40%即52μm以下的活性炭的合计的质量相对于活性炭整体的质量为10%的。将该活性炭填充于图1的构造的净水滤筒，根据JIS S 3201确定的家庭用净水器试验方法，以3L/分、SV＝3750Hr^-1通水，将进行初始流量试验、三氯甲烷过滤能力试验的结果在表1表示。三氯甲烷过滤能力显示优异结果。初始流量为比实施例1、实施例2稍差的结果。

(实施例4)

作为粉体滤材使用椰子壳活性炭，粒径按照激光衍射/散射式法测定，使用基于体积的粒度分布的积算值占50%的平均粒径为105μm、粒径为平均粒径的50%即53μm以下的活性炭的合计的质量相对于活性炭整体的质量为20%的。将该活性炭填充于图1的构造的净水滤筒，根据JIS S 3201确定的家庭用净水器试验方法，以3L/分、SV＝3750Hr^-1通水，将进行初始流量试验、三氯甲烷过滤能力试验的结果在表1中表示。三氯甲烷过滤能力显示优异结果。初始流量为较差的结果，但在实用上没有问题。

在表1总结实施例1~4的结果。

【表1】

参照特定的实施方式详细地说明本发明，但本领域技术人员显然可知能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种各样的改变及修正。另外本申请基于2016年1月15日申请的日本专利申请(特愿2016-006126)及2016年7月14日申请的日本专利申请(特愿2016-139222)，作为参照，在此引用其内容。

产业上的可利用性

以用于水龙头直接连结型净水器的紧凑的净水滤筒作为实施方式例进行了说明，但本发明也能够作为水槽下方型净水器、固定型净水器等比较大型的净水滤筒利用。

附图标记说明

1　 净水滤筒

2　 壳

3　 外盖

4　 内筒

5　 外筒

6　 上内盖

8　 弹性部件

9　 中空丝膜束

10　 粉体滤材

11　 原水入口

12　 净水出口

13　 密封部

14　 间隙

15　 台阶部

16　 台阶部

17　 流路

18　 中空丝膜模块

19　 净水器

20　 流路切换器

21　 原水取水口

22　 原水出口

31　 支承框

32　 开口部

33　 过滤件

34　 支承框

35　 开口部

36　 过滤件

37　 弹性部件

38　 弹性部件

39　 夹具

40　 超声波焊接装置的喇叭

43　 上方凸部

44　 支承壁

45a　内侧壁部

45b　外侧壁部。

Claims (5)

1.一种净水滤筒，前述净水滤筒在具有原水入口和净水出口的壳的内部收纳有粉体滤材，其特征在于，

在壳内具备内筒和外筒，且在前述内筒和前述外筒的相同侧的端部具备覆盖前述内筒和前述外筒之间的上内盖，

前述粉体滤材被容纳于由前述内筒、前述外筒及前述上内盖形成的环柱状的容纳空间，

前述上内盖被水密地嵌接于前述内筒的内侧壁面，

弹性部件被配设于前述粉体滤材和前述上内盖之间，

前述弹性部件是橡胶、合成树脂的海绵、发泡体、无纺布或毡，

前述内筒及前述外筒的至少一方由支承框和过滤件构成，

前述支承框在其壁面具有多个开口部，前述支承框是圆筒状的，

前述过滤件固定于该支承框，覆盖前述开口部。

2.如权利要求1所述的净水滤筒，其特征在于，

中空丝膜束被密封固定于前述内筒的内侧。

3.如权利要求1所述的净水滤筒，其特征在于，

前述粉体滤材的平均粒径为30~150μm，粒径为平均粒径的50%以下的粉体滤材的合计的质量相对于粉体滤材整体的质量为10%以下。

4.如权利要求2所述的净水滤筒，其特征在于，

前述粉体滤材的平均粒径为30~150μm，粒径为平均粒径的50%以下的粉体滤材的合计的质量相对于粉体滤材整体的质量为10%以下。

5.如权利要求1~4中任一项所述的净水滤筒，其特征在于，

前述粉体滤材的平均粒径为30~150μm，粒径为平均粒径的X%以下的粉体滤材的合计的质量相对于粉体滤材整体的质量为10%的X的值为40~60的范围。

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