CN1997598A - 净水器 - Google Patents

Abstract

一种净水器，其特征在于，其相对包括储存原水的水桶和饮水机主体的饮水机可拆装，而所述饮水机主体具有可插入所述水桶头部的凹部，所述净水器设置在所述凹部与所述头部之间。本发明能提供一种能容易地相对饮水机拆装并内置有对桶装原水进行净化的净化纯度极高的滤芯的净水器。

Description

净水器

技术领域

本发明涉及相对饮水机可拆装的净水器。

本申请基于2004年5月18日提交的在先的日本专利申请2004-148313号请求优先权，并在此引用其内容。

背景技术

一直以来已知有家庭和办公室等使用的装配式的饮水机。该饮水机在主体上部连接有容量较大的水桶，将存储在水桶内的桶装水直接作为饮用水从主体前面供水。

一般内置有冷却装置和加热器，在供水时，利用自重或泵和电动机提供常温水、冰水及加热后的温水。

另外，作为仅得到净化后的水的装置已知有一种只要是少量的净水便可容易地得到的便携式的小型净水器(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2002-320967号公报

但是，这样的现有的饮水机，与主体上部连接并存储供给原水的水桶在家庭和办公室使用的情况下大多容量在10L以上。通用的19L容量的水桶用于3人家庭时，到下一次更换为止大多放置1周以上，水桶内的饮用水中有时会繁殖杂菌等，在卫生上存在问题。

另外，水桶的容量大，为了容易地在饮水机上装上、取下，水桶前端的与饮水机的结合部仅是嵌入的结构，几乎都不使用密封件。因此，有时杂菌等通过该水桶的结合部进入，在卫生上还是存在问题。

对此也可使用便携式水壶型的小型净水器，但要将由这样的净水器所得到的净水用于家庭内的各种用途，其容量受到限制。因此需要大型且可提供卫生、安全的饮用水的饮水机。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种能容易地相对饮水机拆装并内置有对桶装水进行净化的滤芯的净水器。

为了解决上述问题，本发明的第1种样式的净水器，其特征在于，其相对包括储存原水的水桶(2)和饮水机主体(1)的饮水机(0)可拆装，而所述饮水机主体(1)具有可插入所述水桶(2)头部(7)的凹部(5)，所述净水器设置在所述凹部(5)与所述头部(7)之间。

本发明的第2种样式的净水器是具备了第1种样式的净水器，其特征在于，包括：设置在所述凹部(12)的底部并可插入所述水桶(2)内部的突起状部(14)；以及可插入饮水机主体(1)的凹部(5)内的头部(11)，并且，在连通储存原水的水桶(2)的头部和设置在饮水机主体(1)的凹部(5)的底部的突起状部(6)的水通道(18)的中途具有滤芯(13)。

本发明的第3种样式的净水器，其特征在于，其相对包括储存原水的水桶(2)和饮水机主体(1)的饮水机(0)可拆装，而所述饮水机主体(1)具有可插入所述水桶(2)的头部(7)的凹部(5)，所述净水器设置在所述凹部(5)的底部，在可插入所述水桶(2)内部的突起状部(6)的内部具有滤芯(13)。

本发明的第4种样式的净水器，其特征在于，其具有凹部可插入储存原水的水桶头部且与饮水机可拆装，在连通储存原水的水桶的头部和设置在净水器主体凹部的底部的突起状部的水通道的中途具有滤芯。

本发明的第5种样式的净水器，其特征在于，在样式2至4中任一项所述的净水器的基础上，滤芯(13)使用了中空纤维膜(20)。

本发明的第6种样式的净水器，其特征在于，在样式5所述的净水器的基础上，中空纤维膜(20)是亲水性中空纤维膜。

本发明的第7种样式的净水器，其特征在于，在样式2至6中任一项所述的净水器的基础上，滤芯中设有不可通过水但可通过空气的构件(27)。

本发明的第8种样式的净水器，其特征在于，在样式7所述的净水器的基础上，不可通过水但可通过空气的构件(27)是疏水性中空纤维膜。

本发明的第9种样式的净水器，其特征在于，在样式1至8中任一项所述的净水器的基础上，具有加压装置或吸引装置。

采用本发明能容易地对现有的饮水机附加净水功能，因而能大量、容易地得到卫生、安全的饮用水。

通过拆装自如的连接方式，能简单地进行更换。

通过使用中空纤维膜能切断细菌和微粒子，能得到更加卫生的饮用水，此外，为了吸入空气，通过混入疏水性中空纤维膜，即使利用自重过滤也可抑制中空纤维膜的压力损失引起的流量下降，可确保短时间有足够的过滤量。

附图说明

图1是本发明的实施形态1的示意图。

图2是表示本发明的实施形态1的内部结构的示图。

图3是表示本发明的实施形态1的滤芯部分的内部结构的示图。

图4是表示本发明的实施形态1的滤芯部分的内部结构的示图。

图5是表示本发明的实施形态1的滤芯部分的内部结构的示图。

图6是表示本发明的实施形态2的内部结构的示图。

图7是表示本发明的实施形态2的内部结构的示图。

图8是表示本发明的实施形态2的内部结构的示图。

图9是表示本发明的实施形态2的内部结构的示图。

图10是表示本发明的实施形态3的一个例子的示图。

图11是表示本发明的实施形态3的一个例子的示图。

具体实施方式

以下参照图1至图5对本发明的实施形态1进行说明。

饮水机主体1具有呈方形的外壳3，该外壳3在四个拐角部分具有橡胶制的垫脚，在外壳3内部内置有冷却装置和加热器或珀尔帖元件等，可利用自重或使用泵等把桶装水以常温水、冰水及加热后的温水来供给。在该外壳3的上部设有用于把持水桶2的碗状的水桶支承台4，在其中心部设有可插入水桶2头部7的圆筒状的凹部5。

另一方面，在水桶2上设有可插入饮水机1的凹部5内的圆筒状的头部7。在饮水机1这一侧的凹部5的底部设有突起状部6，可兼作插入水桶2内部的导水路。突起状部6的内部为中空，在顶端部的侧面设有1个以上的用于导入来自水桶2的原水的桶装水导入口孔9。

另外，在水桶2那一侧的头部7的中心设有配合孔8，以与配设在饮水机1这一侧的凹部5处的突起状部6嵌合。还未使用水桶2时也就是所谓的满水时，该配合孔8由未图示的栓从水桶2内侧关闭。

当饮水机1与水桶2连接后，突起状部6插入配合孔8，使未使用时水桶2的未图示的栓打开，将水桶2内部的原水从桶装水导入口孔9导入，流过中空状的突起状部6的内部而将水桶2的原水导入饮水机1的内部。

如图1及图2所示，净水过滤装置10安装在饮水机1的凹部5与水桶2的头部7之间，包括：可插入饮水机1的凹部5内的圆筒状的净水器头部11；可插入水桶2的头部7的圆筒状的净水器凹部12。在净水器凹部12的底部设有与水桶2的头部7连通的突起状部14，在该突起状部14周围具有用于导入原水26的原水导入口孔19。在净水器头部11设有送水口16，与饮水机主体1的突起状部6连通。这样将净水器主体10安装在中间，连通水桶2和饮水机主体1。

另外，净水器主体10包括：构成原水流路和净水流路水通道18；具有水桶支承部15的机壳17。

另外，也可做成净水器主体10与水桶支承台4一体化的带支承台的净水过滤装置。此时，仅拆卸安装在饮水机主体1上的水桶支承台4或同时拆卸水桶支承台4和凹部5，安装带支承台的净水过滤装置。即使安装有水桶支承台的形态不同也可通过安装未图示的连接器来应对。

如图2所示，净水器主体10在从头部7向饮水机主体1送水途中具有滤芯13，以对从突起状部14导入后的水桶2内部的原水26进行净化。

由此，从水桶2的头部7导入的原水26被设置在净水器主体10内的水通道18内的滤芯13净化，作为净水送往饮水机主体1的突起状部6。另外，机壳17的形状与水桶支承台4的形状匹配，且只要是容易支承水桶2的形状，可以是任意的形态。对该机壳材质可使用各种材料，例如，金属中可列举不锈钢、铝、铜、黄铜、钛、合金。在塑料中可以列举ABS系、纤维素系、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯)系、聚苯乙烯系、聚乙烯醇系、乙烯·乙烯醇共聚物系、聚醚系、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)系、聚砜系、聚内烯腈系、聚四氟乙烯系、聚偏氟乙烯(PVDF)系、聚碳酸酯系、聚酯系、聚酰胺系、芳香族聚酰胺系、聚氯乙烯等各种材料。其中考虑到使用性和加工性等，最好使用ABS树脂系、聚苯乙烯系、聚烯烃、聚碳酸酯系、聚砜系。

作为滤芯13的过滤材料没有特别的限定，但以过滤、除去包含微生物及细菌的微粒状体为目的时，过滤膜较佳，而对于残留氯气和霉菌臭味、三卤甲烷等有机化合物、溶解性金属的除去、降低硬度则吸附材料较佳。此外，也可在过滤膜和吸附材料组合的状态下使用。

图3是滤芯13使用中空纤维膜的情况。

机壳17内部设有由中空纤维膜20构成的净化部。该中空纤维膜20通过设置在其下部的树脂层21而与机壳17或净水器主体的头部11水密封地固定成一体，将原水进入侧与净水取水侧水密封地切断。

在机壳17中也可以仅滤芯13可拆装。在此情况下，在更换滤芯时不需更换净水过滤装置，只要更换滤芯即可。

在此，上述中空纤维膜的构成如下。

中空纤维膜能较好地用于过滤、除去含有微生物及细菌的0.01μm以上的粒状体，该中空纤维膜可使用各种多孔质且管状的中空纤维膜，例如，可使用纤维素系、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯)系、聚乙烯醇系、乙烯·乙烯醇共聚物系、聚醚系、聚甲基丙稀酸甲脂(PMMA)系、聚砜系、聚丙烯腈系、聚四氟乙烯系、聚偏氟乙烯(PVDF)系、聚碳酸酯系、聚酯系、聚酰胺系、芳香族聚酰胺系等各种材料。其中考虑到中空纤维膜的使用性和加工性等，最好使用聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃系的中空纤维膜。

另外，中空纤维膜的外径最好为20～2000μm、孔径为0.01～1μm、空隙率为20～90％、中空纤维膜的膜厚为5～300μm。此外，作为孔径使用基于ASTM F316-80或JIS K3832的泡点(バブルポイント)测量方法(用于测定中空纤维膜时作了部分变更)所测量得到的值，最好是100kPa以上。

最好中空纤维膜表面具有亲水基，是所谓的永久亲水化中空纤维膜。若中空纤维膜的表面是疏水性的话，在供给水的自重水压下很难过滤通水。

通过将中空纤维膜的充填密度做成20～70％，可提高净水过滤装置10的通水速度，能在短时间内净化处理较多的原水。

将中空纤维膜的固定部分的与中空纤维膜的垂直轴垂直的方向的截面积设为S、一根中空纤维膜的外径截面积为A、中空纤维膜的开口根数为F，则中空纤维膜的充填密度由下式求得：

充填密度σ(％)＝{(A×F)/S}×100

中空纤维膜的充填密度在30～60％的范围内为佳，最好在40～60％范围内。

为了使水桶2内的原水26逐渐供给净水器主体10内的滤芯13，需要向水桶2内送入空气。若空气不进入水桶2内，则原水就会在水桶2内停止，水不向净水器主体10流入。为了防止这样的妨碍过滤通水及减少过滤流量，也可做成疏水性中空纤维膜和亲水性中空纤维膜混合的滤芯，一边吸入空气一边进行过滤。

此时亲水性中空纤维膜和疏水性中空纤维膜的混合比例可根据用途、水罐容量、水罐形状、净水器主体的形状及形态、中空纤维膜的存在形态及位置等情况适宜地加以确定。亲水性中空纤维膜为1时，疏水性中空纤维膜相对于亲水性纤维膜的混合比例取为0.01～0.8即可。在使水过滤流量优先时，最好使疏水性中空纤维膜的混合比例为0.01～0.5，在使空气放入优先时，最好使混合比例为0.1～0.8。

此外，本案的净水器主体10是以水桶2内的原水26的自重重力为驱动力进行过滤的，因而当水桶2内的原水26的容量逐渐减少时，过滤压力自然减小，过滤时间延长。另外，水桶2内的容量大时，有时无法顺利地将空气吸入水桶2内。

为了消除这些问题，通过在净水过滤装置中设置手动或电动的泵等的装置(未图示)，可强制性地将空气送入水桶2内，提高水桶内的压力，也可缩短过滤时间。此外，也可与此相反，设置利用手动或电动进行吸引的装置来缩短过滤时间。

图4是滤芯13使用吸附材料的情况。

在机壳17的内部设有由吸附材料22构成的净化部。滤片23分别设置在该吸附材料22的上游侧和下游侧，以防止吸附材料22向机壳17的外部流出。

作为滤片23只要是由聚丙烯或聚酯等构成的无纺布滤片、利用热量及压力使金属或陶瓷或塑料等粉末直接相互粘结而成的烧结滤片、薄膜滤片、缠绕有纤维的滤片、使塑料发泡产生比较细密的孔径的滤片、由金属和尼龙构成的筛网滤片等可防止吸附材料22流出的结构，可使用任一结构，也可将多个组合使用。

滤片23也可不设置。尤其是吸附材料使用成形材料时也可不设置滤片。

滤片23的孔径过细的话筛眼容易堵塞，而孔径过大的话吸附材料就会流出，故孔径最好是0.1μm～0.3mm。滤片23的孔隙率在40％～95％的范围为佳，最好在50％～78％的范围内。

滤片23的层过厚的话会成为流量下降的主要原因，故应在30mm以下，以10mm以下为佳，5mm以下更佳，最好是3mm以下且0.1mm以上。

也可将上述滤片23与吸附材料22做成一体化的形态。例如，若使用将纤维状活性炭和离子交换纤维等做成无纺布状的结构，则作为过滤材料效果更佳、更为合适。

作为吸附材料22可以列举粉术状吸附材料、利用该粉末吸附材料造粒制成的颗粒状吸附材料、纤维状吸附材料等。作为这样的吸附材料例如可以列举以下公知的材料：天然物系吸附材料(天然沸石、银沸石、酸性白土等)、合成物系吸附材料(合成沸石、羟基磷灰石、分子筛、硅胶、硅铝胶系吸附材料、多孔质玻璃、硅酸钛等)等的无机质吸附材料、粉末状活性炭、颗粒状活性炭、纤维状活性炭、块状活性炭、挤出成型活性炭、成型活性炭、分子吸附树脂、合成物系颗粒状活性炭、离子交换树脂、离子交换纤维、螯合树脂、螯合纤维、高吸收性树脂、高吸水性纤维、吸油性树脂、吸油材料等有机系吸附材料等。

其中，对原水中的残留氯气和霉菌臭味、三卤甲烷等有机化合物的吸附力优异的活性炭、对溶解性金属的吸附和降低硬度优异的离子交换树脂、合成物系吸附材料较为适用。

活性炭中因为颗粒状活性炭和纤维状活性炭与被过滤液的接触面积大、吸附性、通水性好，因而比较适用。

作为活性炭可以列举将植物质(木材、纤维素、锯屑、木炭、椰子壳炭、未燃尽的木炭的灰等)、煤质(泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤、煤焦油等)、石油质(石油渣油、硫酸淤渣、油碳等)、纸浆废液、合成树脂等进行炭化，并根据需要进行了气体活化作用(氯化钙、氯化镁、氯化锌、磷酸、苛性钠、KOH等)的材料等。作为纤维状活性炭，可以列举将以聚丙烯腈(PAN)、纤维素、苯酚、煤炭系沥青为原料的母体进行炭化，并进行了气体活化作用的材料等。

作为活性炭的形态可使用粉末状活性炭、利用该粉末状活性炭造粒制成的颗粒状活性炭、颗粒状活性炭、纤维状活性炭、利用粘合剂使粉末及/或颗粒状活性炭固化的成型活性炭等。其中从使用性和成本方面来看颗粒状活性炭较为适用。作为活性炭最好具有充填密度为0.1～0.7gm/l、碘吸附量为800～4000mg/g、粒度为0.075～6.3mm的性质。

此外，吸附材料若含有具有抗菌功能的吸附材料，就会更卫生、更好。作为具有抗菌功能的吸附材料例如可以列举使银附着在活性炭上及/或混合在活性炭中的材料。

对于不同的除去对象的有机物，最好使用通过调节微孔、过渡孔(トランジシヨナル)、大孔各种活性炭细孔孔径的比例，调节为能最大限度地发挥各自的除去能力的孔径大小后的活性炭。调节好孔径大小的活性炭既可单独使用也可与通常的活性炭混合使用。

例如，将三卤甲烷作为除去对象时，最好使用大孔的比例小、微孔的比例大的活性炭。

活性炭既可单独使用也可与上述的吸附材料并用。例如，作为除去铅等的吸附材料，也可将硅酸钛、羟基磷灰石、沸石、分子筛、螯合树脂等作为另外的层进行充填，或进行混合充填，或利用粘合剂附着在活性炭上进行使用。

另外，将高硬度的水进行软水化时，较适用阳离子交换树脂。或为了除去硝态氮、亚硝酸盐中的氮等，也可使用阴离子交换树脂。

图5是将上述吸附材料和上述中空纤维膜同时设置在滤芯13中的情况。

由此，作为能过滤、除去含有微生物及细菌的微粒状体，能除去残留氯气和霉菌臭味以及三卤甲烷等有机化合物、溶解性金属，能降低硬度的净水器更合适。

此时，可将吸附材料或中空纤维膜设置在上游侧，但考虑到在吸附材料部分中杂菌等的繁殖，最好如图5所示，将吸附材料设置在上游侧(水桶侧)，将中空纤维膜设置在下游侧(饮水机侧)。

因此，采用上述实施形态1，可将净水器主体10在饮水机主体1和水桶2的连接部分拆装自如地连接，因而能容易地对现有的饮水机附加净水功能，能容易且廉价地得到卫生、安全、足够容量的饮用水。

图6～图9所示的是本发明的实施形态2，在上述实施形态1中，净水器是相对饮水机主体1的凹部5和水桶2的头部7可拆装的分体形状，而在实施形态2中，将内部具有滤芯、可插入水桶2的头部7内的突起状的净水器主体24取代突起状部6而设置在饮水机1的凹部5的底部，且可拆装自如。

在水桶2的头部7插入饮水机1的凹部5内时突起状的净水器主体24插入水桶2的嵌合孔8内，使水桶2内部的桶装水通过桶装水导入孔25导入突起状的净水器主体24内部。

在饮水机突起状净水器24上四周设置一个以上的原水导入孔25，原水流过该孔，被滤芯13过滤。

如实施形态1那样，滤芯13可在突起状的净水器主体24的内部任意地设置。将滤芯13设置在图6所示的部分。具体而言，仅设置中空纤维膜20时如图7所示，将吸附材料22装填在上下滤片23之间时如图8所示，将滤片23、吸附材料22和中空纤维膜20组合的例子如图9所示。原水在通过突起状的净水器主体24内部时，流过该滤芯13，原水得到过滤，可容易地得到卫生、安全的饮用水。

而且，与实施形态1相比，只要将设置在饮水机主体1的凹部5的底部的突起状部6置换成突起状的净水器主体24即可，能更加容易、廉价地对饮水机主体1附加净水功能。

此外，也可将净水器主体10与突起状的净水器主体24组合的形态使用。通过将净水器主体10所采用的过滤材料与突起状的净水器主体24所采用的过滤材料根据目的进行组合，能得到更适应消费者喜好的安全的水。

图7是作为滤芯使用中空纤维膜的情况。

图8是作为滤芯使用吸附材料的情况。

图9是作为滤芯使用中空纤维膜和吸附材料的情况。

不过，对于滤芯的构成，因为与上述实施形态1相同，故对相同的部分标上相同的符号并省略说明。

图10～图11所示的是本发明的实施形态3，在上述实施形态1中，具有水桶支承台4的饮水机主体1的凹部5与水桶2的头部7是可拆装的分体形状，而在实施形态3中，将内部具有滤芯、可插入水桶2的头部7内的净水器主体28设置在饮水机1的上部，且可与饮水机1拆装自如。

在水桶2的头部7插入饮水机主体28的凹部5内时净水器主体25插入水桶2的嵌合孔8内，使水桶2内部的桶装水通过桶装水导入孔19导入净水器主体28内。

本实施形态中也与实施形态1那样，滤芯13可在净水器主体28的内部任意地设置。具体而言，将滤芯13设置在突起状部的下部时如图10所示，将滤芯设置在突起状部内时如图11所示。原水在通过净水器主体28内部时，流过该滤芯13，原水得到过滤，可容易地得到卫生、安全的饮用水。

因此，采用上述实施形态1至实施形态3，能容易地将通常市场上销售的桶装原水在家庭内做成净水，能非常容易地得到所需的足够的卫生、安全的饮用水。

产业上利用的可能性

采用本发明能容易地对现有的饮水机附加净水功能，因而能大量、容易地得到卫生、安全的饮用水。

通过拆装自如的连接方式，能简单地进行更换。

通过使用中空纤维膜能切断细菌和微粒子，能得到更加卫生的饮用水，此外，为了吸入空气，通过混入疏水性中空纤维膜，即使利用自重过滤也可抑制中空纤维膜的压力损失引起的流量下降，可确保短时间有足够的过滤量。

(符号说明)

1饮水机

2水桶

3外壳

4水桶支承台

5凹部

6突起状部

7头部

8配合孔

9原水导入口孔

10净水器主体

11头部

12凹部

13滤芯

14突起状部

15水桶支承部

16送水口

17机壳

18水通道

19原水导入口孔

20中空纤维膜

21树脂层

22吸附材料

23滤片

24净水器主体

25原水导入口孔

26原水

27构件

28净水器主体

Claims (9)

1.一种净水器，其特征在于，其相对包括储存原水的水桶和饮水机主体的饮水机可拆装，而所述饮水机主体具有可插入所述水桶头部的凹部，所述净水器设置在所述凹部与所述头部之间。

2.如权利要求1所述的净水器，其特征在于，

包括：凹部，可插入储存有原水的水桶的头部；设置在所述凹部的底部并可插入所述水桶内部的突起状部；以及可插入饮水机主体的凹部内的头部，并且，在连通储存原水的水桶的头部和设置在饮水机主体的凹部的底部的突起状部的水通道的中途具有滤芯。

3.一种净水器，其特征在于，其相对包括储存原水的水桶和饮水机主体的饮水机可拆装，而所述饮水机主体具有可插入所述水桶的头部的凹部，所述净水器设置在所述凹部的底部，在可插入所述水桶内部的突起状部的内部具有滤芯。

4.一种净水器，其特征在于，

其具有可插入储存原水的水桶头部的凹部且与饮水机可拆装，在连通储存原水的水桶的头部和设置在净水器主体凹部的底部的突起状部至饮水机的水通道的中途具有滤芯。

5.如权利要求2至4中任一项所述的净水器，其特征在于，

滤芯使用了中空纤维膜。

6.如权利要求5所述的净水器，其特征在于，

中空纤维膜是亲水性中空纤维膜。

7.如权利要求2至4中任一项所述的净水器，其特征在于，

滤芯中设有不可通过水但可通过空气的构件。

8.如权利要求7所述的净水器，其特征在于，

不可通过水但可通过空气的构件是疏水性中空纤维膜。

9.如权利要求1至4中任一项所述的净水器，其特征在于，

具有加压装置或吸引装置。

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