JP2003071443A - 浄水カートリッジおよび浄水器 - Google Patents
浄水カートリッジおよび浄水器Info
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Abstract
浄水処理のランニングコストを抑えることができる浄水
カートリッジおよび浄水器を提供する。 【解決手段】 U字状に屈曲された複数の中空糸膜16
の両端部が中空糸膜16端部の開口状態を保つようにポ
ッティング材17によって集束された中空糸膜エレメン
ト21と、中空糸膜16を囲う筒状の中空糸膜用ケース
22とを具備し、中空糸膜エレメント21が、中空糸膜
16の一次側と二次側との間の液密状態を保つように、
かつ着脱可能に、中空糸膜用ケース22に取り付けられ
ている浄水カートリッジ10、およびこの浄水カートリ
ッジ10を収納した浄水器。
Description
能に収納されて、水道水等を浄化する浄水カートリッ
ジ、およびこの浄水カートリッジが収納された浄水器に
関する。
の要求等により水道水の浄化に浄水器が用いられてい
る。かかる浄水器として、活性炭等の吸着材による水道
水のカルキ臭、カビ臭、トリハロメタン等の除去、多孔
質中空糸膜による細菌類、濁質成分等の除去を機能とし
て有するものが知られている。
示すような蛇口直結型の浄水器1が挙げられる。この浄
水器1は、蛇口2にアダプタ3および固定リング4を用
いて取り付けられており、切換レバー5の操作により、
浄水器1の内部に組み込まれた切換機構部によって原水
と浄水とを切り換えることが可能とされている。浄水器
1のカートリッジカバー7内には、浄水カートリッジが
収納されている。この浄水器1においては、切換レバー
5を浄水側に切り換えて、原水を蛇口2から流入させる
と、原水は切換機構部により浄水カートリッジに導か
れ、その内部の濾過材を通過して浄水となった後、浄水
出口9から下方に流出する。
リッジの一例を示す断面図である。この浄水カートリッ
ジ6は、後方端面に焼結フィルタ11が設けられ、前方
端面に浄水出口12を有する蓋部が形成された円筒状の
ケース13と、ケース13内を焼結フィルタ11側およ
び浄水出口12側に区切る仕切板14と、ケース13の
焼結フィルタ11側に充填された吸着材15と、ケース
13の浄水出口12側にポッティング材17によって固
定された複数の中空糸膜17とを具備するものである。
ここで、中空糸膜16は、U字状に屈曲された複数の中
空糸膜16の両端部が中空糸膜16端部の開口状態を保
つようにポッティング材17によってケース13に固定
されている。
は、原水は、焼結フィルタ11を通って浄水カートリッ
ジ6内に導入される。浄水カートリッジ6内に導入され
た原水は、吸着材15、仕切板14、中空糸膜16の順
に通過し、この通過中に浄化される。原水を浄化して得
られた浄水は、浄水カートリッジ6の浄水出口12から
浄水カートリッジ6外部に排出される。
6を備えた浄水器1で原水の浄化処理をしばらく行う
と、原水の汚濁の程度や処理水量にもよるが、中空糸膜
16の表面(一次側)に細菌類、濁質成分等が付着、堆
積し、中空糸膜16が目詰まりを起こすようになる。こ
のような状態になると、中空糸膜16の表面を洗浄する
方法でしか、中空糸膜16の機能を回復することはでき
ない。
ング材17によってケース13内に固定されており、ま
た、ケース13も分割可能とはされていないので、中空
糸膜16の表面を洗浄することは不可能であった。その
ため、中空糸膜16が目詰まりを起こし、中空糸膜16
の機能が著しく低下した場合には、たとえ吸着材15の
除去能力にまだ余裕があったとしても、浄水カートリッ
ジ6ごと新しいものに交換するしかなく、浄水器1によ
る浄化処理のランニングコストを著しく押し上げる要因
となっていた。
中空糸膜を洗浄回復させ、原水の浄化処理のランニング
コストを抑えることができる浄水カートリッジおよび浄
水器を提供することにある。
カートリッジは、U字状に屈曲された複数の中空糸膜の
両端部が中空糸膜端部の開口状態を保つようにポッティ
ング材によって集束された中空糸膜エレメントと、中空
糸膜を囲う筒状の中空糸膜用ケースとを具備し、中空糸
膜エレメントが、中空糸膜の一次側と二次側との間の液
密状態を保つように、かつ着脱可能に、中空糸膜用ケー
スに取り付けられていることを特徴とする。
は、前記中空糸膜用ケースに接続手段が設けられ、前記
ポッティング材の側面に、前記接続手段と係合する接続
部材が設けられていることが望ましい。さらに、前記中
空糸膜用ケースと前記ポッティング材との係合が、ネジ
方式、バヨネット方式、フランジ方式のいずれかである
とより好ましい。また、本発明の浄水カートリッジにお
いては、前記中空糸膜用ケースの内壁面および前記中空
糸膜エレメントのポッティング材の側面が同じ勾配のテ
ーパ面を有することが望ましい。
着材用ケースとこれに収納された吸着材とを具備する吸
着濾過体が、前記中空糸膜用ケースの一端に着脱可能に
接続されていることが望ましい。また、前記吸着剤ケー
ス内部に具備された吸着材の交換を自在に行えるよう
に、前記吸着剤ケースに着脱可能な蓋を設けることが望
ましい。また、前記吸着材は、透水可能な袋体に充填さ
れた状態で、吸着材用ケースに収納されていることが望
ましい。また、本発明の浄水器は、本発明の浄水カート
リッジが収納されていることを特徴とする。
図1は、本発明の浄水カートリッジの一例を示す断面図
である。この浄水カートリッジ10は、大きく分けて中
空糸膜16による濾過処理を行う中空糸膜濾過体18と
吸着材15による吸着処理を行う吸着濾過体19との2
つの部分から構成されるものである。具体的には、U字
状に屈曲された複数の中空糸膜16の両端部が中空糸膜
16端部の開口状態を保つようにポッティング材17に
よって集束された中空糸膜エレメント21と、中空糸膜
16を囲う筒状の中空糸膜用ケース22と、中空糸膜1
6端部が開口している中空糸膜エレメント21の前方端
面を覆い、中央部に浄水出口12が形成されたキャップ
23と、中空糸膜用ケース22に接続された吸着濾過体
19とを具備して概略構成されるものである。
ング材17の側面には、筒状の接続部材25が設けられ
ており、その後方端部近傍の外壁面にねじ26が螺刻さ
れ、前方端部近傍の外壁面にねじ27が螺刻されてい
る。また、吸着濾過体19は、吸着材用ケース28と、
透水可能な袋体29に充填された状態で吸着材用ケース
28に収納された吸着材15と、吸着材用ケース28の
後方端面に設けられ、焼結フィルタ11がインサート成
形された接続部材蓋34と、吸着材用ケース28の前方
端面に設けられた仕切板14とを具備して構成されるも
のである。
25のねじ26が中空糸膜用ケース22の前方端部近傍
の内壁面に螺刻されためねじ30(接続手段)と螺合す
ることにより、中空糸膜16の一次側と二次側との間の
液密状態を保つように、かつ着脱可能に、中空糸膜用ケ
ース22に取り付けられている。また、キャップ23
は、その内壁面に螺刻されためねじ31が中空糸膜エレ
メント21の接続部材25のねじ27と螺合することに
より、着脱可能に中空糸膜エレメント21に取り付けら
れている。
28の前方端部近傍の外壁面に螺刻されたねじ32が中
空糸膜用ケース22の後方端部近傍の内壁面に螺刻され
ためねじ33と螺合することにより、着脱可能に中空糸
膜用ケース22に接続されている。また、焼結フィルタ
11の周縁に設けられたリング状の接続部材蓋34のめ
ねじ35が吸着材用ケース28の後方端部近傍の外壁面
に螺刻されたねじ36と螺合することにより、接続部材
蓋34は着脱可能に吸着材用ケース28に取り付けられ
ている。そして、中空糸膜エレメント21と中空糸膜用
ケース22との接続部、キャップ23と中空糸膜エレメ
ント21との接続部、および吸着濾過体19と中空糸膜
用ケース22との接続部には、それぞれOリング37,
38,39が介在している。
ス系、ポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレ
ン)、ポリビニルアルコール系、エチレン・ビニルアル
コール共重合体、ポリエーテル系、ポリメタクリル酸メ
チル(PMMA)系、ポリスルフォン系、ポリアクリロ
ニトリル系、ポリ弗化エチレン(テフロン(登録商
標))系、ポリカーボネート系、ポリエステル系、ポリ
アミド系、芳香族ポリアミド系等の各種材料からなるも
のを好適に使用できる。中でも、膜の強伸度や耐屈曲
性、洗浄性、取扱性や耐薬品性の高さ等を考慮すると、
ポリエチレンやポロプロピレン等のポリオレフィン系中
空糸膜が好ましい。また、特に限定されるものではない
が、中空糸の外径は20〜2000μm、孔径は0.0
1〜2μm、空孔率は20〜90%、膜厚は5〜300
μmのものが好ましい。ポッティング材17としては、
例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン
樹脂等からなる固定用樹脂が使用できる。
粉末吸着材を造粒した粒状吸着材、繊維状吸着材などが
挙げられる。このような吸着材としては、例えば、天然
物系吸着材(天然ゼオライト、銀ゼオライト、酸性白土
等)、合成物系吸着材(合成ゼオライト、抗菌性ゼオラ
イト、細菌吸着ポリマー、リン鉱石、モレキュラーシー
ブ、シリカゲル、シリカアルミナゲル系吸着材、多孔質
ガラス等)などの無機質吸着材;粉末状活性炭、繊維状
活性炭、ブロック状活性炭、押出成形活性炭、成形活性
炭、分子吸着樹脂、合成物系粒状活性炭、合成物系繊維
状活性炭、イオン交換樹脂、イオン交換繊維、キレート
樹脂、キレート繊維、高吸水性樹脂、高吸水性繊維、吸
油性樹脂、吸油剤などの有機系吸着材等、公知のものが
挙げられる。中でも、被処理水中の残留塩素やカビ臭、
トリハロメタンなどの有機化合物の吸着力に優れた活性
炭が好適に用いられる。また、吸着材15としては、吸
着材の粉体、粒状体等を結合剤で結合することによって
形成された多孔質成形体を使用してもよい。また、2種
類以上の吸着材を混合したり、積層させたりして使用し
てもよい。
ス、のこくず、木炭、椰子殻炭、素灰等)、石炭質(泥
炭、亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭、タール等)、石油質
(石油残渣、硫酸スラッジ、オイルカーボン等)、パル
プ廃液、合成樹脂などを炭化し、必要に応じてガス賦活
(水蒸気、二酸化炭素、空気など)、薬品賦活(塩化カ
ルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、リン酸、硫
酸、カセイソーダ、KOHなど)したものなどが挙げら
れる。繊維状活性炭としては、ポリアクリロニトリル
(PAN)、セルロース、フェノール、石炭系ピッチを
原料にしたプレカーサを炭化し、賦活したものなどが挙
げられる。袋体29としては、水を透過し、かつ内部の
吸着材15を通さないものであればいずれものも使用で
き、例えば、ナイロン、ポリウレタン等からなるパンテ
ィストッキング状の織物、織布、不織布などの布帛、メ
ッシュ状のシートなどが挙げられる。
な粗ゴミ、砂、鉄錆等の異物を取り除くプレフィルタで
ある。この焼結フィルタ11は、多孔質の粉末焼結体で
あり、樹脂粉末、金属粉末、あるいはこれらの粉末の混
合体を金型に充填し、金型を粉末の溶融温度以上に加熱
して粉末粒子相互の接触部と融着せしめて多孔化したも
の、樹脂粉末、金属粉末、あるいはこれらの粉末の混合
体を金型に充填せずに加熱し、シート状化したものな
ど、公知の焼結方法によって焼結、成形して得られたも
のである。焼結フィルタ11の材質としては、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹
脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の
樹脂材料、C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、N
b、Ta、B、V、Ni、Cu、Al、Ti、Fe、C
o、およびこれらの合金等の無機、金属材料などが挙げ
られる。中でも、焼結フィルタにした際の重量が軽く、
リサイクルが可能で、焼却処分の際にも有害物質を発生
せず、孔径のコントロールを行い易いポリオレフィン樹
脂が好適に用いられる。焼結フィルタの代わりに不織布
等をプレフィルタとして用いてもよい。
ず、効率よく通水できるものであればよい。例えば、不
織布、ナイロンメッシュ等をインサート成形、接着、或
いは溶着させた樹脂板などを使用することができる。中
空糸膜用ケース22、キャップ23および吸着材用ケー
ス28の材質としては、加工性等を考慮して、プラスチ
ック類を用いることが好ましい。また、給湯器から供給
される80℃以上の高温の湯を直接利用することができ
る点で、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポ
リオキシメチレン、ポリカーボネート、ABS樹脂など
の軟化点が80℃以上の耐熱性のプラスチックを用いる
ことがより好ましい。浄水カートリッジ10は、透明も
しくは半透明部材で形成することで中空糸膜16の汚れ
等、内部の状態を確認することができる。
浄水器および浄水カートリッジ10の洗浄方法について
説明する。浄水カートリッジ10は、図4に示すような
既存の浄水器1に取り付けられた従来の浄水カートリッ
ジに換えて用いることができる。この浄水器1において
は、切換レバー5を浄水側に切り換えて、原水を蛇口2
から流入させると、原水は切換機構部により浄水カート
リッジ10に導かれ、その内部を通過して浄水となった
後、浄水出口9から下方に流出する。このような浄水器
1に取り付けられた浄水カートリッジ10においては、
原水は、焼結フィルタ11を通って浄水カートリッジ1
0内に導入される。浄水カートリッジ10内に導入され
た原水は、吸着材15、仕切板14、中空糸膜16の順
に通過し、この通過中に浄化される。原水を浄化して得
られた浄水は、浄水カートリッジ10の浄水出口12か
ら浄水カートリッジ10外部に排出される。
目詰まりを起こした場合の洗浄は、例えば以下のように
して行われる。まず、浄水器から浄水カートリッジ10
を取り外す。ついで、中空糸膜エレメント21の接続部
材25と中空糸膜用ケース22とを互いに逆方向に回転
させ、中空糸膜エレメント21と中空糸膜用ケース22
とを分離し、露出した中空糸膜16を汚れのない水につ
けて、中空糸膜16をもみ洗いする。この時、塩酸、ク
エン酸、酢酸、家庭用洗剤、さらし粉、漂白剤などの洗
浄に有効な薬品を使用して薬品洗浄を行ってもよい。な
お、中空糸膜16の洗浄方法としては、中空糸膜16の
2次側から1次側に流すことによる逆洗を用いることも
できる。逆洗は、具体的には、中空糸膜エレメント21
と中空糸膜用ケース22とを分離した後、浄水出口12
にホースを接続し、このホースからの水を、中空糸膜1
6の2次側から1次側に流すことによって行うことがで
きる。また、吸着濾過体19は、中空糸膜用ケース22
の一端に着脱可能に接続されているので、吸着濾過体1
9の取り外しを容易に行うことができる。吸着濾過体1
9が取り外された中空糸膜濾過体18のみの浄水カート
リッジは、浄水出口12にホースを接続し、このホース
からの汚れた原水を、中空糸膜16の2次側から1次側
に流すことによって、原水の浄化を行うことができる。
このような中空糸膜濾過体18のみの浄水カートリッジ
は、それ単独で、水道が普及していない土地や災害現場
のように浄水の確保が難しい場所における浄水器として
使用することができる。また、もみ洗いと同時に、逆洗
や薬品洗浄を併用してもよい。
ジ10にあっては、中空糸膜エレメント21が中空糸膜
用ケース22に着脱可能に取り付けられているので、中
空糸膜エレメント21の中空糸膜16が目詰まりを起こ
した場合には、中空糸膜エレメント21と中空糸膜用ケ
ース22とを分離して、中空糸膜16を露出させ、この
中空糸膜を洗浄することが可能となる。また、中空糸膜
用ケース22の内壁面にめねじ30(接続手段)が螺刻
され、ポッティング材17の側面には、めねじ30と螺
合する接続部材25が設けられているので、中空糸膜エ
レメント21と中空糸膜用ケース22との脱着が容易で
ある。
わらず、吸着材15の機能が著しく低下した場合、中空
糸膜用ケース22の一端に着脱可能に接続された吸着濾
過体19を取り外し、新しいものに交換して使用するこ
ともできる。ここで、吸着材15は、接続部材蓋34の
めねじ35を外して取り出される。吸着材15は、浄水
器の使用場所、浄水の用途等により、粉末状、粒状、繊
維状、成形体等の形態で装填されている。また、吸着材
15が、透水可能な袋体29に充填された状態で、吸着
材用ケース28に収納されていると、吸着濾過体19内
の吸着材15の交換を袋体29ごと行うことができ、吸
着材15の交換を容易に行うことができる。
糸膜エレメントが中空糸膜の一次側と二次側との間の液
密状態を保つように、かつ着脱可能に中空糸膜用ケース
に取り付けられているものであればよく、図示例のもの
に限定はされない。さらに、接続方法もネジ方式に限ら
ず、バヨネット方式、フランジ方式等の公知の方法が使
用できる。また、シール方法もOリング方式に限らず、
ガスケット方式、Vリング方式等の公知の方法が使用で
きる。さらに、例えば、中空糸膜濾過体の部分が、図2
に示すように、中空糸膜用ケース42の内壁面および中
空糸膜エレメント41のポッティング材17の側面が同
じ勾配のテーパ面43,44を有するものであってもよ
い。中空糸膜用ケース42およびポッティング材17の
側面がこのようなテーパ面43,44を有するものであ
れば、原水を通水しても、中空糸膜エレメント41が中
空糸膜用ケース42の前方端面から抜け出すことはな
く、しかも図3に示すように、中空糸膜エレメント41
を後方へ押出すことによって、容易に中空糸膜エレメン
ト41と中空糸膜用ケース42とを分離することができ
る。
充填されている必要はなく、直接、吸着材用ケース28
に充填されていてもよい。また、本発明の浄水カートリ
ッジにおいては、吸着材を必ずしも用いる必要はなく、
浄水カートリッジは中空糸膜単独のものであっても構わ
ない。
トリッジは、中空糸膜エレメントが中空糸膜の一次側と
二次側との間の液密状態を保つように、かつ着脱可能に
中空糸膜用ケースに取り付けられているので、中空糸膜
エレメントの中空糸膜が目詰まりを起こした場合には、
中空糸膜エレメントと中空糸膜用ケースとを分離して中
空糸膜を露出させ、この中空糸膜を洗浄することが可能
となる。これにより、中空糸膜の再生が可能となり、浄
水カートリッジを長期間使用することが可能となるの
で、浄水処理のランニングコストを抑えることができ
る。
られ、ポッティング材の側面に、前記接続手段と係合す
る接続部材が設けられていれば、中空糸膜エレメントと
中空糸膜用ケースとの分離が容易となる。また、前記中
空糸膜用ケースの内壁面および前記中空糸膜エレメント
のポッティング材の側面が同じ勾配のテーパ面を有する
ものであれば、中空糸膜エレメントが通水によって中空
糸膜用ケースから抜け出すことがなく、しかも中空糸膜
エレメントと中空糸膜用ケースとの分離が容易となる。
吸着材とを具備する吸着濾過体が、中空糸膜用ケースの
一端に着脱可能に接続されていれば、吸着材による原水
の吸着処理を併せて行うことができ、また、必要に応じ
て吸着濾過体を取り外すこともできる。また、吸着材ケ
ースに着脱可能な蓋を設ければ、吸着材ケース内部に具
備された吸着材の交換を自在に行うことができる。ま
た、吸着材が、透水可能な袋体に充填された状態で、吸
着材用ケースに収納されていれば、吸着材の交換を容易
に行うことができる。また、本発明の浄水器は、本発明
の浄水カートリッジを収納したものであるので、浄水処
理のランニングコストを抑えることができる。
図である。
濾過体の他の例を示す側面図である。
と中空糸膜用ケースとに分離した状態を示す図である。
である。
Claims (8)
- 【請求項1】 U字状に屈曲された複数の中空糸膜の両
端部が中空糸膜端部の開口状態を保つようにポッティン
グ材によって集束された中空糸膜エレメントと、中空糸
膜を囲う筒状の中空糸膜用ケースとを具備し、 中空糸膜エレメントが、中空糸膜の一次側と二次側との
間の液密状態を保つように、かつ着脱可能に、中空糸膜
用ケースに取り付けられていることを特徴とする浄水カ
ートリッジ。 - 【請求項2】 前記中空糸膜用ケースに接続手段が設け
られ、前記ポッティング材の側面には、前記接続手段と
係合する接続部材が設けられていることを特徴とする請
求項1記載の浄水カートリッジ。 - 【請求項3】 前記中空糸膜用ケースと前記ポッティン
グ材との係合が、ネジ方式、バヨネット方式、フランジ
方式のいずれかであることを特徴とする請求項2記載の
浄水カートリッジ。 - 【請求項4】 前記中空糸膜用ケースの内壁面および前
記中空糸膜エレメントのポッティング材の側面が同じ勾
配のテーパ面を有することを特徴とする請求項1または
請求項2記載の浄水カートリッジ。 - 【請求項5】 吸着材用ケースとこれに収納された吸着
材とを具備する吸着濾過体が、前記中空糸膜用ケースの
一端に着脱可能に接続されていることを特徴とする請求
項1ないし4いずれか一項に記載の浄水カートリッジ。 - 【請求項6】 前記吸着剤ケース内部に具備された吸着
材の交換を自在に行えるように、前記吸着剤ケースに着
脱可能な蓋を設けたことを特徴とする請求項5記載の浄
水カートリッジ。 - 【請求項7】 前記吸着材が、透水可能な袋体に充填さ
れた状態で、吸着材用ケースに収納されていることを特
徴とする請求項5または請求項6記載の浄水カートリッ
ジ。 - 【請求項8】 請求項1ないし7いずれか一項に記載の
浄水カートリッジが収納されていることを特徴とする浄
水器。
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