JP2004268016A - 流体、特に水を純化するためのモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】流体を純化するための、特に水を純化するためのモジュールを提供する。
【解決手段】モジュールは、一体構造容器３０と、それぞれ容器の外側円筒形空間３６および内側円筒形空間３５に収容される、当業界で知られている前処理手段４９、および当業界で知られている選択的に透過可能な膜処理カートリッジを含み、容器３０の１つの軸方向端の近傍にある１つまたはそれ以上の通路３７を経由して互いに連通し、外側空間３６は、対向する軸方向端と同一の端で、第１のコネクタオリフィス３２_１に連通して純化されるべき流体を上記手段４９に供給し、内側円筒形空間３５は、別個に、上述の軸方向端と同一の端で、第２のコネクタオリフィス３２_２に連通して透過水（純化された流体）の流れをモジュール１５から排出し、第３のコネクタオリフィス３２_３に連通して保持液（残留流体）の流れをモジュール１５から排出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、一般に流体を純化するためのモジュールに関し、特に水を純化するためのモジュールに関する。

本発明は、より詳細には、流体を純化するためのモジュールが円筒形容器を含み、円筒形容器の第１の軸方向端で、モジュールの内部に連通する流体入口および出口オリフィスを有し、円筒形容器の中に、純化されるべき流体を前処理するための手段と、前処理手段によって処理された流体を処理するための手段とが収容される状況に関する。

当業界で既に知られている米国特許第４，９９２，１７０号明細書に記載された装置において、逆浸透処理手段のような前処理手段は、要素に適合させて作られた形態を取る。実際に、モジュールをより安価にするために、使用が幾分困難であることを犠牲にして要素は交換可能である。

米国特許第４，９９２，１７０号明細書 米国特許第５，０７８，８７６号明細書 米国特許第４，８７７，５２１号明細書

本発明の一般的な目的は、この欠点を回避しさらなる利点を有する装置である。

より正確には、本発明は、流体を純化するための、特に水を純化するためのモジュールを提供し、モジュールの内部に連通する流体入口および出口オリフィスがその第１の軸方向端に設けられた円筒形容器を含み、円筒形容器の中に、流体を純化する第１の操作を実行するための前処理手段と、流体が前処理手段によって処理された後に、流体を純化する第２の操作を実行するための処理手段とが収容され、モジュールは、容器が一体構造であり使い捨てモジュールを形成し、容器の内部は、容器の第２の軸方向端の近傍にある１つまたは複数の通路を経由して互いに連通する、外側円筒形空間と内側円筒形空間とにセパレータ手段によって分割され、前処理手段は、当業界で知られている前処理手段であり、処理手段は、１つまたは複数の選択的に透過可能な膜を含む当業界で知られているカートリッジを含み、選択的に透過可能な膜が、圧力勾配の作用により１つまたは複数の膜を通る透過によって、第１の純化操作を受け１つまたは複数の膜に接して流れさせられる流体を、膜を通って流れしたがって２度の純化操作を受けた純化された流体から構成される透過水の流れと、１つまたは複数の膜を通っていない残留流体から構成される保持液の流れとに分割し、前処理手段およびカートリッジは、それぞれ、外側円筒形空間および内側円筒形空間に収容され、外側円筒形空間は、容器の第１の軸方向端と同一の端で、第１のオリフィスに連通して純化されるべき流体を前処理手段に供給し、内側円筒形空間は、別個に、容器の第１の軸方向端と同一の端で、第２のオリフィスに連通して透過水の流れをモジュールから排出し、第３のオリフィスに連通して保持液の流れをモジュールから排出することを特徴とする。

言い換えると、本発明は、標準設計の既製の前処理手段および処理手段、特に、逆浸透、ナノ濾過、および限外濾過のカートリッジの利用可能性を探ることであり、これらはしたがって、まさにこの理由のため、この種類の先行技術の実施形態よりも使用が容易である使い捨てモジュールを経済的に作る。

容器およびモジュールのアセンブリの経済的かつ便利な製作という理由のため、使用される逆浸透カートリッジは、（ｉ）円筒形エンクロージャ、および円筒形エンクロージャと同軸であり中空で有孔の中心チューブを含み、中心チューブは、円筒形容器の軸を、外側円筒形空間および内側円筒形空間と共有し、逆浸透カートリッジは、さらに、（ｉｉ）１つまたは複数の選択的に透過可能な逆浸透処理膜を含み、選択的に透過可能な逆浸透処理膜は、円筒形エンクロージャと中心チューブとの間にあり、透過水の流れを中心チューブによって収集するために中心チューブに連通し、かつ円筒形エンクロージャの各軸方向端で、円筒形エンクロージャと中心チューブとの間の環状面を経由して、逆浸透カートリッジの外部に連通し、それぞれ、逆浸透カートリッジに前処理手段によって処理された水を供給し、および保持液の流出用であることが好ましい。

好適な実施形態において、セパレータ手段と逆浸透カートリッジの円筒形エンクロージャとの間に封止接続を設けるための手段が、円筒形エンクロージャに取り付けられ、円筒形エンクロージャのまわりを延在する。

前処理手段は、一般に、活性炭、ポリリン酸、およびフロンタル（ｆｒｏｎｔａｌ）濾過要素（処理されるべき流体がフィルタ媒体に垂直に供給される）、たとえば多孔性ディスク等からなる群から選択される。

製作、組立、または使用の、経済性および便利さという理由のために、好適である他の特徴にしたがって、容器は、モジュールを流体純化ユニットへ接続するために、着脱できない頭部によって第１の軸方向端で閉じられる円筒形壁を含み、頭部は、３つの平行なコネクタを含み、各コネクタに３つのオリフィスの１つが形成され、円筒形壁は、着脱できない底部によって第２の軸方向端で閉じられ、および／または、
コネクタは、容器の円筒形壁の軸に全体的に垂直に延在し、および／または、
セパレータ手段は、円筒形壁と、円筒形スカートと、それぞれ頭部の内側面および底部の内側面から突出するリングとを含み、スカートおよびリングは、それぞれ円筒形壁の対応する長手方向端から頭部へおよび底部へ一貫した分離（ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ｏｆ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）を提供し、および／または、
頭部は、その環状縁を、接着、回転溶接、超音波溶接、または溶融溶接することによって、容器の円筒形壁へ固定され、および／または、
頭部の円筒形スカートおよびセパレータ手段の円筒形壁の軸方向端は、容器の第１の軸方向端と同一の端で、その環状縁を、接着、回転溶接、超音波溶接、または溶融溶接することによって一緒に固定されるか、または、一方が他方の内部に間にシールを備えて同軸的に収容されるかのいずれかであり、および／または、
頭部のスカートおよびセパレータ手段の円筒形壁は、各々が環状窪みを有し、対向する窪みとともにシール用の環状ハウジングを形成し、および／または、
底部のリングおよびセパレータ手段の円筒形壁の軸方向端は、容器の第２の軸方向端と同一の端で、一方が他方の内部に同軸的に収容され、および／または、
底部のリングは、銃眼状（ｃｒｅｎｅｌｌａｔｅｄ）にされ複数の通路を形成して、外側円筒形空間および内側円筒形空間が互いに連通するのを可能にし、および／または、
容器の底部は、底部の内側面から一定の軸方向距離でセパレータ手段の円筒形壁を保持するための位置決め手段を含み、流体が、外側円筒形空間から内側円筒形空間へ銃眼状のリングの銃眼（ｃｒｅｎｅｌｌａｔｉｏｎ）を経由して流れるのを可能にし、および／または、
銃眼状のリングは、銃眼の間に窪みを含み、セパレータ手段の円筒形壁用の位置決め手段として作用する軸方向当接を形成し、および／または、
位置決め手段は、容器の底部の内側面から突出するパターン体の形態を取り、および／または、
セパレータ手段の円筒形壁の周囲は、円筒形壁の各軸方向端の近傍にセンタリングフィンガを有し、センタリングフィンガは、容器の円筒形壁まで径方向に延在し、円筒形壁の軸を容器の軸に配置するように作用し、および／または、
容器の頭部および底部は、カートリッジ用に入れ子型の保持手段を含み、および／または、
各頭部および底部は、中心チューブのそれぞれの軸方向端部分を収容するブッシュを含み、１つまたは複数のシールが、中心チューブと頭部の中心ブッシュとの間に配置され、中心ブッシュは第２のオリフィスに連通し、および／または、
シールまたは各シールは、中心チューブに形成された溝内に収容され、および／または、
カートリッジの中心チューブ内部で作用する、カートリッジを位置決めするための中心円錐台体は、容器の底部の内側面から、底部のブッシュと同軸的に、且つブッシュよりも長い長さにわたって突出し、および／または、
容器の各軸方向端の近傍に、且つ容器の円筒形壁の間に有孔のまたは多孔性のディスクがあり、前処理手段を外側円筒形空間に保持し、純化されるべき流体が通るのを可能にし、
および／または、中心チューブは、逆浸透カートリッジの環状面と同一の端で閉じられ、環状面を通って流体がカートリッジに入る。

本発明の特徴および利点は、添付の概略図を参照して例として与えられる下記の説明から明らかになる。

図１に示される純化水生成ユニット１０は、ユニット１０に２つの純化水生成モジュール１４および１５のアセンブリ１３を着脱自在に装着するために、２つの突出する支持アーム１２を備えたエンクロージャ１１を含む。モジュール１４および１５は、図２から５よりも図１ではより概略的に示されていることに注意されたい。

ユニット１０はそれ自体は本発明に関係しないため、ユニット１０はここでは説明しない。

図示の実施形態において、ユニット１０は、モジュール１４および１５に水を供給し、モジュール１４および１５によって処理された水を回収するための雄コネクタ（図面では見えない）を含むと記すに留める。

実際に、未処理の水が、ユニット１０によって未処理の水を第１のモジュール１４へ供給されて、ユニット１０は、第２のモジュール１５へ処理された水を供給するために、このようにして処理された水を回収し、第２のモジュール１５は、同様に処理するが、第１のモジュール１４で使用された手段とは異なる手段を使用する（これは仕上げとして知られている）。

結果として、第２のモジュール１５の出口でユニット１０によって回収された純化水は、実際に超高純度である。

ユニット１０のいくつかの付属品、たとえばアセンブリ１３を覆うように構成された保護キャップは、図１には示されず、他の実施形態では、本発明に合致し図３から５を参照してより詳細に説明されるモジュール１４のみを使用する純化水生成ユニットを使用することができることにも、注意しなければならない。

モジュールのアセンブリ１３をユニット１０に着脱自在に装着するための手段は、それ自体、本発明に関係はなく、ここに詳細に説明されない。

図示の実施形態において、各支持アーム１２は、対向する支持アーム１２の内側面に向けて面するその内側面に窪み（図面では見えない）を含み、窪みによって、支持アーム１２に結合されるモジュール１４、１５の側方向拡張部１６用のヒールピースおよび支承表面が形成されると記すに留める。

さらに、支持アーム１２のヒールピースおよび支承表面は、二面角を形成し、各側方向拡張部１６は、開口１７を有し、開口１７の中にヒールピースは入れ子状になるように意図され、開口１７は、二面角の構成に対して相補的な構成を有するベベル１８によって境界づけられ、べベル１８に協働するように意図される。

明らかに、これらの構成は、モジュール１４および１５を具備するアセンブリ１３をユニット１０に装着し且つ取り外すことを容易にし、これは、モジュールを使用するのをより簡便にするという利益をもたらす。

この簡便性は、モジュール１４、１５の各々の頭部２０上の突起物１９によってさらに改良され、突起物１９は、ユーザの親指用に支承表面を形成し、一方、支持アーム１２は、ユーザの他の指を受け取るように構成されている。

したがってユーザは、アーム１２の間に拡張部１６を挿入した後に、アセンブリ１３を非常に容易に傾けることができ、各ベベル１８を結合される二面角に係合して、アセンブリ１３がユニット１０で平行移動するのを防止する。先に述べた構成のおかげで、アセンブリ１３を傾けることによって分離も達成される。

図２に良好に見ることができるように、モジュール１４および１５は、２つのリング２２を具備する８の字構成の基部２１によって連結され、リング２２は、これをモジュール１４および１５の１つの底部２３に着脱自在にクリップするための内部構成を有し、モジュールの各々には、この目的のためにフランジ２４が設けられている。２つのリング２２は、プラスチック材料からリング２２と一片に成形されたブリッジ２５によって結合される。

モジュール１４および１５は、その頭部２０のレベルで、２つの接続ストリップ２６および２７によっても一緒に連結される。ストリップ２６はスタッド２８を担持し、スタッド２８によって、モジュール１４および１５は、スタッド２８を受け取るように構成されたそれらの側方向拡張部１６を通って穴２９によって、横に並んで連結されることができる。

組み立てられた状態で、スタッド２８の端は、穴２９を越えて突出し、スタッド２８の締まり嵌めによって、ストリップ２７の止まり穴（これらの穴は図２では見えない）内にストリップ２６および２７を一緒に締結する。

図２から５に示される実施形態において、各純化水生成モジュール１４、１５は、モジュール１４、１５を水純化ユニット１０に接続するために頭部２０によって第１の軸方向端で閉じられ、且つ底部２３によってその第２の軸方向端で閉じられた、円筒形壁３１を備えた容器３０を含む。

実際、頭部２０は、その環状縁を溶融することを含む溶接操作によって、円筒形壁３１に永続的に固定され、底部２３は、プラスチック材料から円筒形壁３１と一片に成形される。これは、使い捨てモジュール１４、１５を形成するように意図された一体構造容器を生成する。

各頭部２０は、３つの平行なコネクタ３２_１から３２_３をさらに含み、その各コネクタに、水入口または出口オリフィス３３_１から３３_３が形成され、モジュール１４、１５の内部に連通し、容器３０の円筒形壁３１の軸３４に垂直に全体的に延在する（図２および３参照）。ユニット１０の雄コネクタは、雌コネクタ３２_１から３２_３内部に入れ子状にされるように構成され、ゴムシール（図面では見えない）が、雄／雌コネクタアセンブリを封止する。

今まで説明されてきたモジュール１４および１５は、同一である。事実、モジュール１５は、経済的な製造の理由のため、且つ、超高純度水生成ユニット１０が、２つのモジュールのアセンブリ１３を使用するように構成されるため、モジュール１４と同一外側構造を共有する。他方、モジュールは、内側構造の点では異なる。

これは、モジュール１５が従来のイオン交換樹脂で満たされ、したがってそのコネクタ３２_１から３２_３の１つは使用されないままである一方、モジュール１４の内側構造は、それ自体、独特で独自のものであるからであり、次に図３から５を参照して説明される。

図３から５に示される実施形態において、純化水生成モジュール１４の内部は、内側円筒形空間３５と、内側円筒形空間３５を同軸的に取り巻く外側円筒形空間３６とに分割される。これらは、水入口および出口オリフィス３３_１から３３_３を有する軸方向端とは反対側の容器３０の軸方向端の近傍で、径方向通路３７を経由して互いに連通する。この分割は、それぞれ、外側円筒形空間および内側円筒形空間でモジュール１４に入る水の前処理と処理とを分離することを可能にするものであり、底部２３の内側面から突出し、その銃眼が通路３７を形成する銃眼状のリング４０まで、頭部２０の内側面から突出する円筒形スカート３９を延在する、内側プラスチック材料製の円筒形壁３８によって設けられる。

この点で、内側円筒形壁３８は、環状縁を溶融する溶接操作によって頭部２０の円筒形スカート３９に固定され、そのような頭部２０は、既に上述されたように、外側円筒形壁３１の上部環状縁４４へ溶接されたリング４２の介在によって、溶融溶接によって外側円筒形壁３１に固定されることに注意すべきである。

図３から５に示される実施形態において、内側円筒形壁３８の周囲は、またその軸方向端の各々の近傍に、モジュール１４が組み立てられるときに、容器３０の円筒形壁３１まで径方向に延在するセンタリングフィンガ４５を有する。各軸方向端に６個のこれらのセンタリングフィンガ４５があり、円筒形壁３８の周囲のまわりに規則正しく間隔をおかれている。

明らかに、センタリングフィンガ４５は、特に最適な位置決めに寄与し、一方、頭部２０の円筒形スカート３９を容器３０の内側円筒形壁３８に溶接に寄与する。

さらに、底部２３から突出する銃眼状のリング４０は、リング４０の銃眼の間に窪み４６を含み、通路３７を形成する。

図３から５に示される実施形態において、各窪み４６は、内側円筒形壁３８を底部２３の近傍に位置決めするために、２つの直交するファセット４７および４８から形成され、一方のファセット（ファセット４７）は、内側円筒形壁３８に軸方向当接部を提供し、他方のファセット（ファセット４８）は、内側円筒形壁内部で作用する（図３参照）。

本発明にしたがって、当業界で知られているモジュール１４に入る水を前処理するための手段は、モジュール１４の外側空間３６に収容され、これも当業界で知られている外側円筒形空間３６で前処理された水を処理するための手段は、内側空間３５に収容される。

図２から５に示される実施形態のように、前処理手段は、ここでは粒子４９の形態である活性炭を具備することが好ましい。

実際に、金属、プラスチック材料、または織られた繊維または不織繊維（セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル等）から作られたフィルタグリッドに基づいた多孔性ディスク５０が、容器３０の各軸方向端の近傍に、その円筒形壁３１と３８との間に配置され、活性炭粒子を外側円筒形空間３６に保持し、一方、純化されるべき水を通過させることができる。図示の実施形態において、ディスク５０は、内側円筒形壁３８の外側および外側円筒形壁３１の内側にしっかりとはめ込まれる。

本発明にしたがって、処理手段は、一般にカートリッジ５１を含み、カートリッジは当業界で知られており、少なくとも１つの選択的に透過可能な膜を有する種類のものであり、前処理手段によって処理され１つまたは複数の膜に接して流れさせられる水の流れを、圧力勾配の作用により１つまたは複数の膜による透過によって、１つまたは複数の膜を通りしたがってモジュール１４で２つの純化処理を受けた純化された水から構成される透過水または希釈液の流れと、単数または複数の膜を通らなかった廃水から構成される保持液または濃縮液の流れとに分割する。

処理手段は、逆浸透カートリッジ５１を含むことが好ましい。

簡単に言うと、この種類の逆浸透カートリッジは、一般に、中心チューブのまわりの螺旋に巻かれた膜を形成する１つまたは複数のフィルムを備えた膜構造体と、供給溶液（純化されるべき水）および透過水の流れ用にプラスチック材料のグリッド等のスペーサーとを有する。

スペーサーは、一般に、単数または複数のフィルムに支持を提供し、カートリッジに入った水が、１つまたは複数のフィルムに沿って接して流れるのを可能にし、且つフィルムを通った水が、収集され中心チューブへ供給されるのを可能にする流れ通路を画成する。

図３から５に示される実施形態において、逆浸透カートリッジ５１は、円筒形エンクロージャ５２と、それに同軸であり中空で有孔の中心チューブ５３とを含む種類のものである。実際に、中心チューブ５３は、円筒形容器３０の軸３４を、外側円筒形空間３６および内側円筒形空間３５と共有するように配置される。

逆浸透カートリッジはまた、円筒形エンクロージャ５２と中心チューブ５３との間に逆浸透処理膜構造体５４を含む。膜構造体５４は、中心チューブ５３に連通し、中心チューブ５３は、透過水の流れを収集し、円筒形エンクロージャ５２と中心チューブ５３との間に延在するその環状面５５および５６を経由してカートリッジの外部に連通し、円筒形エンクロージャ５２の各軸方向端で、それぞれ、カートリッジ５１に前処理手段によって処理された水を供給し、保持液の流出用である。

図３から５に示される実施形態において、逆浸透カートリッジ５１は、円筒形セパレータ壁３８とカートリッジ５１の円筒形エンクロージャ５２との間に封止接続を提供するための手段５７をさらに含み、この手段は、円筒形エンクロージャ５２に締結され、底部２３によって閉じられた容器３０の軸方向端と同一の端で、円筒形エンクロージャ５２のまわりを延在する。

実際、これらの接続手段はスリーブ５８を含み、スリーブ５８の中に円筒形エンクロージャ５２が係合され、スリーブ５８は、円筒形セパレータ壁３８への接続を提供する環状シール５９によって延在される。

さらに、逆浸透カートリッジ５１の中心チューブ５３は、カートリッジ５１の環状面５５と同一の端で閉じられ、環状面５５を通って純化されるべき水がカートリッジに入る。

図２から５に示される実施形態において、容器３０の頭部２０および底部２３は、各々が中心ブッシュ６０、６１をさらに含み、中心ブッシュ中に、中心チューブ５３の軸方向端セクションが収容される。

中心チューブ５３の溝６３に収容されるＯリング６２は、さらに中心チューブ５３と頭部２０の中心ブッシュ６０との間に配置されて、このアセンブリを封止する。

したがって、逆浸透カートリッジ５１の環状面５６と頭部２０の内面６４との間に延在する内側円筒形空間３５の部分は、２つの別個の自由サブ空間に分割され、それらの自由サブ空間は同軸であり、頭部２０のそれぞれのオリフィスに別個に連通する。

より正確には、ブッシュ６０によって境界をつけられた自由サブ空間６５は、コネクタ３２_２のオリフィス３３_２に連通して、中心チューブ５３によって収集され、且つ前処理手段（活性炭粒子４９）および逆浸透カートリッジ５１によって純化された水から構成される透過水の流れを、モジュール１４から排出し、一方、ブッシュ６０のまわりを延在する環状自由サブ空間６６は、コネクタ３２_３のオリフィス３３_３に連通して、逆浸透カートリッジ５１によって生成され廃水から構成される保持液の流れを、モジュール１４から排出する。

容器３０の同一の軸方向端で、外側円筒形空間３６は、コネクタ３２_１のオリフィス３３_１に連通して、純化されるべき水を活性炭粒子４９から構成される前処理手段へ供給する。

容器３０の他方の軸方向端で、且つ通路３７を通って、前処理手段によって処理された水は、逆浸透カートリッジ５１の環状面５５と底部２３の内側面６７との間に延在する自由内側円筒形空間４５の部分に入り、純化されるべき水を環状面５５を通って逆浸透カートリッジ５１に供給する。

図６から９に示される好適な実施形態において、同一の参照符号が、ほぼ保持されるが、「ダッシュ」接尾辞を備える。

図６に示されるモジュール１４’および１５’は、２つのリング２２’を具備する８の字構成の基部２１’によって連結され、リング２２’は、これをモジュール１４’および１５’の底部２３’の１つに着脱自在にクリップするための内部構成を有し、底部２３’の各々には、この目的のためにフランジ２４’が設けられている。２つのリング２２’は、プラスチック材料からリング２２’と一片に成形された小さなブリッジ２５’によって接続される。

モジュール１４’および１５’は、２つの接続ストリップ２６’および２７’によってそれらの頭部２０’と同一の端に一緒に連結される。ストリップ２６’にはスタッド２８’が設けられ、スタッド２８’によって、モジュール１４’および１５’は、スタッド２８’を受け取るように構成されたそれらの側方向拡張部１６’を通る穴２９’によって、横に並んで連結されることができる。

組み立てられた状態で、貫通穴２９’を越えて突出するスタッド２８’の端は、ストリップ２７’の穴７０に入る。ストリップ２７’の中心穴７２を通り、且つストリップ２６’から突出するボス７３に協働するように構成されたピン７１は、ストリップ２６’とストリップ２７’とを一緒に接着する。これに対する代替案として、ピン７１が、ねじ山を切ったボスと協働するねじと置き換えられることができる。

図６から９に示される実施形態において、各純化水生成モジュール１４’および１５’は、モジュール１４’、１５’をユニット１０に類似した水純化ユニットに接続するために、頭部２０’によって第１の軸方向端で閉じられ、且つ底部２３’によってその第２の軸方向端で閉じられた、円筒形壁３１’を有する容器３０’を含む。

頭部２０’は、その環状縁を溶融する溶接操作によって円筒形壁３１’に永続的に固定され、底部２３’は、プラスチック材料から円筒形壁３１’と一片に成形される。これは、使い捨てモジュール１４’、１５’を形成するように意図された、一体構造容器を生成する。

好適な実施形態において、各頭部２０’は、３つの平行な雄コネクタ３２’_１から３２’_３を含み、雄コネクタの各々に、水入口または出口オリフィス３３’_１から３３’_３が形成され、これらオリフィスは、モジュール１４’、１５’の内部に連通し、容器３０’の円筒形壁３１’の軸３４’に垂直に全体的に延在する（図６および７参照）。雄コネクタは、水純化ユニットの雌コネクタ内部に入れ子状にされるように設計され、ゴムシール（図面では見ることができない）が、雄および雌のコネクタアセンブリを封止する。

モジュール１４’および１５’はまた、ベベル１８によって境界づけられた側方向拡張部に窪み１７’と、ユーザの親指用に支承表面を形成する突起物１９’とを有する。

好適な実施形態において、モジュール１５’は、また従来のイオン交換樹脂で満たされ、そのコネクタ３３’_３は、したがってプラグ７４によって遮断される。これに対する代替案として、コネクタ３３_３は、成形過程によって直接閉鎖されることもできる。

図７から９に示される実施形態において、純化水生成モジュール１４’の内部は、内側円筒形空間３５’と外側円筒形空間３６’とに分割され、これらは同軸であり、水入口および出口オリフィス３３’_１から３３’_３を有する軸方向端とは反対側の容器３０’の軸方向端の近傍で、径方向通路３７’を経由して互いに連通する。この分割は、それぞれ、外側円筒形空間および内側円筒形空間でモジュール１４’に入る水の前処理と処理とを分離することを可能にするよう意図され、凹状のプラスチック材料製の内側円筒形壁３８’と、頭部２０’の内側面から突出する円筒形スカート３９’と、底部２３’の内側面から突出しその銃眼が通路３７’を形成する銃眼状のリング４０’とによって提供される。スカート３９’およびリング４０’は、それぞれ円筒形壁３８’の対応する長手方向端から頭部２０’へおよび底部２３’へ一貫した分離を提供する。

この点に関して、頭部２０’の内側円筒形壁３８’およびスカート３９’は、一方が他方の内部に、その間にシール７５を備えて同軸的に収容され、一方、そのような頭部２０’は、上述のように、溶融溶接によって外側円筒形壁３１’に固定されるが、１つのみのリング４１’がこれに使用されることが異なることに注意しなければならない。

円筒形スカート３９’は、環状窪み７６も有し、円筒形壁３８’の対向環状窪み７７とともにシール７５用の環状ハウジングを形成する。

図７から９に示される実施形態において、内側円筒形壁３８’の周囲は、その軸方向端の各々の近傍に６個のセンタリングフィンガ４５’を有し、６個のセンタリングフィンガは、モジュール１４’が組み立てられるときに、容器３０’の円筒形壁３１’まで径方向に延在する。

さらに、容器３０’の第２の軸方向端と同一の端で、銃眼状のリング４０’および円筒形壁３８’の軸方向端は、一方が他方の内部に同軸的に収容される。

この目的のために、円筒形壁３８’は環状窪み７８を有し、環状窪み７８によって、銃眼状のリング４０’は円筒形壁３８’の内部に入れ子状にされる。水が外側円筒形空間３６’から内側円筒形空間３５’へ、銃眼状のリング４０’の銃眼３７’を経由して通ることを可能にするために、底部２３’の内側面６７’から一定の軸方向距離で円筒形壁３８’を保持するために、複数の位置決めパターン体７９が、底部２３’の内側面６７’から突出し、銃眼状のリング４０’から離れて径方向に延在する。

外側空間３６’に収容される前処理手段もまた、粒子４９’の形態である活性炭から構成される。

容器３０’の各軸方向端の近傍に、円筒形壁３１’および３８’の間に多孔性ディスク５０’が配置され、活性炭の粒子を外側円筒形空間３６’に保持し、一方、純化されるべき水が通るのを可能にする。

図７に示される処理手段は、当業界で知られている逆浸透カートリッジ５１’を含み、前処理手段によって処理された水の流れを、活性炭粒子４９’および逆浸透カートリッジ５１’によって純化された水から構成される透過水の流れと、廃水から構成される保持液の流れとに分割するように構成される。

図３および７に示される種類の逆浸透カートリッジは、たとえば、アメリカの企業、ダウケミカル社（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（ＴＷ３０レンジからのＦｉｌｍＴｅｃ（登録商標）モデル）、およびフルーイドシステムズ（Ｆｌｕｉｄ Ｓｙｔｅｍｓ）が販売している。

このようにして、逆浸透カートリッジ５１’は、円筒形エンクロージャ５２’と中空で有孔の中心チューブ５３’とを含み、これらは互いに対して同軸である。チューブは、円筒形容器３０’の軸３４’を、外側円筒形空間３６’および内側円筒形空間３５’と共有するように配置される。

逆浸透カートリッジは、円筒形エンクロージャ５２’と中心チューブ５３’との間に逆浸透処理膜構造体５４’を含む。膜構造体５４’は、中心チューブ５３’に連通し、そのため、中心チューブ５３’は、透過水の流れを収集することができ、円筒形エンクロージャ５２’と中心チューブ５３’との間に延在するその環状面５５’および５６’を経由してカートリッジの外部に連通し、円筒形エンクロージャ５２’の軸方向端の各々で、それぞれ、カートリッジ５１’に前処理手段によって処理された水を供給し、保持液の流出用である。

図示された実施形態において、逆浸透カートリッジ５１’は、円筒形セパレータ壁３８’とカートリッジ５１’の円筒形エンクロージャ５２’との間に封止接続を提供するための手段５７’を含み、この手段５７’は、円筒形エンクロージャ５２’に締結され、底部２３’によって閉じられた容器３０’の軸方向端と同一の端で、円筒形エンクロージャ５２’のまわりを延在する。

実際、接続手段はスリーブ５８’を含み、スリーブ中に円筒形エンクロージャ５２’が係合され、スリーブは、その遠位端に（環状面５５’に対して）、エンクロージャ５２’と円筒形壁３８’との間に環状シール５９’を形成する増加した厚さを有する。

逆浸透カートリッジ５１’の中心チューブ５３’は、カートリッジ５１’の環状面５５’と同一の端で閉じられ、環状面を通って純化されるべき水がカートリッジに入る。

図７から９に示される実施形態において、容器３０’の各頭部２０’および底部２３’は、中心チューブ５３’の軸方向端セクションを収容する中心ブッシュ６０’、６１’を含む。

中心チューブ５３’のそれぞれの溝６３’に収容される２つのＯリング６２’は、中心チューブ５３’と頭部２０’の中心ブッシュ６０’との間に配置されて、アセンブリを封止する。これに対する代替案として、１つのみのＯリングを使用することが考えられる。

対向する軸方向端で、ブッシュ６１’は、軸３４’のまわりに規則正しく間隔をおかれ、且つカートリッジ５１’を位置づけるための中心円錐台体８１を同軸的に取り囲む、複数の円形アーク形状セグメント８０から形成され、それは、カートリッジ５１’の中心チューブ５３’内部で作用する。中心円錐台体８１は、軸３４’のまわりに規則正しく間隔をおかれ、且つセグメント８０よりもわずかに高い４つのカラム８２から形成される。

モジュール１４’が組み立てられるときには、中心チューブ５３’は、したがって、中心円錐台体８１と中心円錐台体８１を取り囲むブッシュ６１’との間の環状空間に把持され、スリーブ５８’によって取り囲まれるエンクロージャ５２’の下部端は、銃眼状のリング４０’に同軸的に収容され、エンクロージャ５２’の上部端は、頭部２０’の円筒形スカート３９’の環状縁に当接する。さらに、中心チューブ５３’の下部環状縁は、底部２３’の内側面６７’から突出し、かつカラム８２をそれぞれの径方向に隣接するセグメント８０に接続する径方向リブ８３に載置される。同様に、底部２３’から突出する他の径方向リブ８４は、銃眼状のリング４０’へ向かって面するセグメント８０の外側面を、底部２３’の内側面６７’へさらに接続する。

径方向リブ８５は、また頭部２０’の内側面６４’から突出し、径方向リブ８５のいくつかが、円筒形壁３８’の上部端用の径方向当接部として作用することに注意されたい。

図２から５に示された実施形態のブッシュ６１およびカラム８２と同様に、ブッシュ６０’および６１’は面取りされ、中心チューブ５３’のはめ込みを容易にすることに最後に注意されたい。

したがって、逆浸透カートリッジ５１’の環状面５６’と頭部２０’の内側面６４’との間の内側円筒形空間３５’の部分は、２つの別個の自由サブ空間に分割され、これらは同軸であり、頭部２０’のそれぞれのオリフィスに別個に連通する。

より正確には、ブッシュ６０’によって境界をつけられた自由サブ空間６５’は、コネクタ３２’_２のオリフィス３３’_２に連通して、中心チューブ５３’によって収集され、且つ前処理手段（活性炭粒子４９’）および逆浸透カートリッジ５１’によって純化された水から構成される透過水の流れを、モジュール１４’から排出し、ブッシュ６０’のまわりの環状自由サブ空間６６’は、コネクタ３２’_３のオリフィス３３’_３に連通して、逆浸透カートリッジ５１’によって生成され、廃水から構成される保持液の流れを、モジュール１４’から排出する。

容器３０’の同一の軸方向端で、外側円筒形空間３６’はコネクタ３２’_１のオリフィス３３’_１に連通して、純化されるべき水を活性炭粒子４９’から構成される前処理手段へ供給する。

容器３０’の他方の軸方向端で、前処理手段によって処理された水は、通路３７’を通り、逆浸透カートリッジ５１’の環状面５５’と底部２３’の内側面６７’との間の自由内側円筒形空間３５’の部分内を貫通し、その環状面５５’を経由して純化されるべき水を逆浸透カートリッジ５１’に供給する。

当然ながら、本発明は、説明され図示された実施形態に限定されず、そのいずれの変形例の実施を包含する。

たとえば、異なる種類の逆浸透カートリッジはを、特に中空繊維から形成される膜カートリッジを使用されることができる。

カートリッジの封止接続手段は、市販のカートリッジの一体化部分であってもよいし、または、モジュールが組み立てられるときに既存のカートリッジに固定されるかのいずれかであってもよいことにも注意しなければならない。

一方が本発明に合致する２つの水処理モジュールが装備された、純化水生成ユニットの斜視図である。 図１からの２つのモジュールのアセンブリの異なるスケールの分解斜視図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った長手方向断面であり、拡大したスケールの本発明に合致するモジュールの図である。 モジュールを組み立てる前の、本発明によるモジュールの頭部の拡大したスケールの斜視図である。 モジュールの容器を断面で示す、拡大したスケールのモジュールの底部の図である。 図２に類似した図であり、本発明の好適な実施形態に合致する２つの水処理モジュールのアセンブリを表す。 図３に類似した図であり、本発明の好適な実施形態に合致する２つの水処理モジュールのアセンブリを表す。 図４に類似した図であり、本発明の好適な実施形態に合致する２つの水処理モジュールのアセンブリを表す。 図５に類似した図であり、本発明の好適な実施形態に合致する２つの水処理モジュールのアセンブリを表す。

符号の説明

１０ 純化水生成ユニット
１１ エンクロージャ
１２ 支持アーム
１３ アセンブリ
１４、１４’ 第１のモジュール
１５、１５’ 第２のモジュール
１６、１６’ 側方向拡張部
１７ 開口
１７’ 窪み
１８、１８’ ベベル
１９、１９’ 突起物
２０、２０’ 頭部
２１、２１’ 基部
２２、２２’ リング
２３、２３’ 底部
２４、２４’ フランジ
２５、２５’ ブリッジ
２６、２６’、２７、２７’ ストリップ
２８、２８’ スタッド
２９、２９’ 穴
３０、３０’ 容器
３１、３１’ 外側円筒形壁
３２_１、３２_２、３２_３、３２’_１、３２’_２、３２’_３ コネクタ
３３_１、３３_２、３３_３、３３’_１、３３’_２、３３’_３ オリフィス
３４ 軸
３５、３５’ 内側円筒形空間
３６、３６’ 外側円筒形空間
３７、３７’ 径方向通路
３８、３８’ 内側円筒形壁
３９、３９’ 円筒形スカート
４０、４０’ 銃眼状のリング
４１’、４２ リング
４４ 上部環状縁
４５、４５’ センタリングフィンガ
４６ 窪み
４７、４８ ファセット
４９、４９’ 粒子
５０、５０’ 多孔性ディスク
５１、５１’ カートリッジ
５２、５２’ 円筒形エンクロージャ
５３、５３’ 中心チューブ
５４、５４’ 逆浸透処理膜構造体
５５、５５’、５６、５６’ 環状面
５７、５７’ 封止接続を提供するための手段
５８、５８’ スリーブ
５９、５９’ 環状シール
６０、６０’、６１、６１’ 中心ブッシュ
６２、６２’ Ｏリング
６３、６３’ 溝
６４ 面
６４’ 内側面
６５、６５’ 自由サブ空間
６６、６６’ 環状自由サブ空間
６７、６７’ 内側面
７０ 穴
７１ ピン
７２ 中心穴
７３ ボス
７４ プラグ
７５ シール
７６、７７、７８ 環状窪み
７９ 位置決めパターン体
８０ 円形アーク形状セグメント
８１ 中心円錐台体
８２ カラム
８３、８４、８５ 径方向リブ

Claims (23)

1. 流体を純化するための、特に水を純化するためのモジュールであって、前記モジュールの内部に連通する流体入口および出口オリフィス（３３_１から３３_３；３３’_１から３３’_３）がその第１の軸方向端に設けられた円筒形容器（３０；３０’）を含み、該円筒形容器の中に、前記流体を純化する第１の操作を実行するための前処理手段（４９；４９’）と、前記流体が前記前処理手段（４９；４９’）によって処理された後に、前記流体を純化する第２の操作を実行するための処理手段（５１；５１’）とが収容され、前記容器（３０；３０’）が、一体構造であり使い捨てモジュール（１４；１４’）を形成し、前記容器の内部が、前記容器（３０；３０’）の第２の軸方向端の近傍にある１つまたは複数の通路（３７；３７’）を経由して互いに連通する、外側円筒形空間（３６；３６’）と内側円筒形空間（３５；３５’）とにセパレータ手段（３８から４０；３８’から４０’）によって分割され、前記前処理手段（４９；４９’）が、当業界で知られている前処理手段であり、前記処理手段が、１つまたは複数の選択的に透過可能な膜（５４；５４’）を含む当業界で知られているカートリッジ（５１；５１’）を含み、前記選択的に透過可能な膜が、圧力勾配の作用により前記１つまたは複数の膜を通る透過によって、前記第１の純化操作を受け前記１つまたは複数の膜に接して流れさせられる流体を、前記膜を通って流れしたがって２度の純化操作を受けた純化された流体から構成される透過水の流れと、前記１つまたは複数の膜を通っていない残留流体から構成される保持液の流れとに分割し、前記前処理手段（４９；４９’）および前記カートリッジ（５１；５１’）が、それぞれ、前記外側円筒形空間（３６；３６’）および前記内側円筒形空間（３５；３５’）に収容され、前記外側円筒形空間（３６；３６’）が、前記容器（３０；３０’）の第１の軸方向端と同一の端で、第１のオリフィス（３３_１；３３’_１）に連通して純化されるべき流体を前記前処理手段（４９；４９’）に供給し、前記内側円筒形空間（３５；３５’）が、別個に、前記容器（３０；３０’）の第１の軸方向端と同一の端で、第２のオリフィス（３３_２；３３’_２）に連通して透過水の流れを前記モジュール（１４；１４’）から排出し、第３のオリフィス（３３_３；３３’_３）に連通して保持液の流れを前記モジュール（１４；１４’）から排出することを特徴とする、モジュール。
2. 前記カートリッジが、逆浸透、ナノ濾過、または限外濾過のカートリッジである、請求項１に記載のモジュール。
3. 逆浸透カートリッジが、（ｉ）円筒形エンクロージャ（５２；５２’）、および該円筒形エンクロージャと同軸であり中空で有孔の中心チューブ（５３；５３’）を含み、前記中心チューブ（５３；５３’）が、前記円筒形容器（３０；３０’）の軸（３４；３４’）を、前記外側円筒形空間（３６；３６’）および前記内側円筒形空間（３５；３５’）と共有し、前記逆浸透カートリッジが、さらに、（ｉｉ）１つまたは複数の選択的に透過可能な逆浸透処理膜（５４；５４’）を含み、該選択的に透過可能な逆浸透処理膜が、前記円筒形エンクロージャ（５２；５２’）と前記中心チューブ（５３；５３’）との間にあり、透過水の流れを中心チューブによって収集するために前記中心チューブ（５３；５３’）に連通し、かつ前記円筒形エンクロージャの各軸方向端で、前記円筒形エンクロージャ（５２；５２’）と前記中心チューブ（５３；５３’）との間で環状面を経由して、前記逆浸透カートリッジ（５１；５１’）の外部に連通し、それぞれ、前記逆浸透カートリッジ（５１；５１’）に前記前処理手段によって処理された流体を供給し、および保持液の流出用であることを特徴とする、請求項２に記載のモジュール。
4. セパレータ手段と前記逆浸透カートリッジ（５１；５１’）の前記円筒形エンクロージャ（５２；５２’）との間に封止接続を設けるための手段が、前記円筒形エンクロージャ（５２；５２’）に取り付けられ、前記円筒形エンクロージャ（５２；５２’）のまわりを延在することを特徴とする、請求項３に記載のモジュール。
5. 前記前処理手段が、活性炭、ポリリン酸、およびフロンタル濾過要素からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のモジュール。
6. 前記容器（３０；３０’）が、前記モジュール（１４；１４’）を流体純化ユニットへ接続するために、着脱できない頭部（２０；２０’）によって第１の軸方向端で閉じられる円筒形壁（３１；３１’）を含み、前記頭部が、３つの平行なコネクタ（３２_１から３２_３；３２’_１から３２’_３）を含み、各コネクタに３つのオリフィス（３３_１から３３_３；３３’_１から３３’_３）の１つが形成され、前記円筒形壁（３１；３１’）が、着脱できない底部（２３；２３’）によって第２の軸方向端で閉じられることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のモジュール。
7. 前記コネクタ（３２_１から３２_３；３２’_１から３２’_３）が、前記容器の前記円筒形壁（３１；３１’）の軸（３４；３４’）に全体的に垂直に延在することを特徴とする、請求項６に記載のモジュール。
8. 前記セパレータ手段が、円筒形壁（３８；３８’）と、円筒形スカート（３９；３９’）と、それぞれ前記頭部（２０；２０’）の内側面および前記底部（２３；２３’）の内側面から突出するリング（４０；４０’）とを含み、前記スカート（３９；３９’）および前記リング（４０；４０’）が、それぞれ前記円筒形壁（３８；３８’）の対応する長手方向端から前記頭部（２０；２０’）へおよび前記底部（２３；２３’）へ一貫した分離を提供することを特徴とする、請求項６または７に記載のモジュール。
9. 前記頭部（２０；２０’）が、環状縁を、接着、回転溶接、超音波溶接、または溶融溶接することによって、前記容器（３０；３０’）の前記円筒形壁（３１；３１’）へ固定されることを特徴とする、請求項８に記載のモジュール。
10. 前記頭部（２０；２０’）の前記円筒形スカート（３９；３９’）および前記セパレータ手段の前記円筒形壁（３８；３８’）の軸方向端が、前記容器の第１の軸方向端と同一の端で、環状縁を、接着、回転溶接、超音波溶接、または溶融溶接することによって一緒に固定されるか、または、一方が他方の内部に間にシール（７５）を備えて同軸的に収容されるかのいずれかであることを特徴とする、請求項８または９に記載のモジュール。
11. 前記頭部（２０；２０’）の前記スカート（３９；３９’）および前記セパレータ手段の前記円筒形壁（３８；３８’）が、各々が環状窪み（７６）を有し、対向する窪み（７７）とともに前記シール（７５）用の環状ハウジングを形成することを特徴とする、請求項１０に記載のモジュール。
12. 前記底部の前記リング（４０’）および前記セパレータ手段の前記円筒形壁（３８’）の前記軸方向端が、前記容器の第２の軸方向端と同一の端で、一方が他方の内部に同軸的に収容される、請求項８から１１のいずれか一項に記載のモジュール。
13. 前記底部の前記リング（４０；４０’）が、銃眼状にされ複数の通路（３７；３７’）を形成して、前記外側円筒形空間（３６；３６’）および前記内側円筒形空間（３５；３５’）が互いに連通するのを可能にする、請求項８から１２のいずれか一項に記載のモジュール。
14. 前記容器の前記底部（２３；２３’）が、前記底部の内側面（６７；６７’）から一定の軸方向距離で前記セパレータ手段の前記円筒形壁（３８；３８’）を保持するための位置決め手段（４６；７９）を含み、流体が、前記外側円筒形空間（３６；３６’）から前記内側円筒形空間（３５；３５’）へ前記銃眼状のリング（４０；４０’）の前記銃眼（３７；３７’）を経由して流れるのを可能にすることを特徴とする、請求項１３に記載のモジュール。
15. 前記銃眼状のリング（４０）が、前記銃眼（３７）の間に窪み（４６）を含み、前記セパレータ手段の前記円筒形壁（３８）用の位置決め手段として作用する軸方向当接部を形成することを特徴とする、請求項１４に記載のモジュール。
16. 前記位置決め手段が、前記容器の前記底部の前記内側面（６７’）から突出するパターン体（７９）の形態を取ることを特徴とする、請求項１４に記載のモジュール。
17. 前記セパレータ手段の前記円筒形壁（３８；３８’）の周囲は、前記円筒形壁の各軸方向端の近傍にセンタリングフィンガ（４５；４５’）を有し、センタリングフィンガが、前記容器（３０；３０’）の前記円筒形壁（３１；３１’）まで径方向に延在し、前記円筒形壁の軸を前記容器の軸（３４；３４’）に配置するように作用することを特徴とする、請求項８から１６のいずれか一項に記載のモジュール。
18. 前記容器の前記頭部（２０；２０’）および前記底部（２３；２３’）が、前記カートリッジ用に入れ子型の保持手段（６０、６１；６０’、６１’）を含むことを特徴とする、請求項２から１７のいずれか一項に記載のモジュール。
19. 各前記頭部（２０；２０’）および前記底部（２３；２３’）が、中心チューブ（５３；５３’）のそれぞれの軸方向端部分を収容するブッシュ（６０、６１；６０’、６１’）を含み、１つまたは複数のシール（６２；６２’）が、中心チューブと前記頭部（２０；２０’）の前記中心ブッシュ（６０；６０’）との間に配置され、中心ブッシュ（６０；６０’）は第２のオリフィス（３３_２；３３’_２）に連通することを特徴とする、請求項１８に記載のモジュール。
20. 前記シールまたは各シール（６２；６２’）が、前記中心チューブ（５３；５３’）に形成された溝（６３；６３’）内に収容されることを特徴とする、請求項１９に記載のモジュール。
21. 前記カートリッジ（５１’）の前記中心チューブ（５３’）内部で作用する、前記カートリッジ（５１’）を位置決めするための中心円錐台体（８１）が、前記容器の前記底部（２３’）の前記内側面（６７’）から、前記底部の前記ブッシュ（６１’）と同軸的に、且つ前記ブッシュよりも長い長さにわたって突出することを特徴とする、請求項１９または２０に記載のモジュール。
22. 前記容器（３０；３０’）の各軸方向端の近傍に、且つ容器の前記円筒形壁（３１、３８；３１’、３８’）の間に有孔のまたは多孔性のディスク（５０；５０’）があり、前記前処理手段（４９；４９’）を前記外側円筒形空間（３６；３６’）に保持し、前記純化されるべき流体が通るのを可能にすることを特徴とする、請求項８から２１のいずれか一項に記載のモジュール。
23. 前記中心チューブ（５３；５３’）が、前記逆浸透カートリッジ（５１；５１’）の環状面（５５；５５’）と同一の端で閉じられ、環状面を通って前記流体が前記カートリッジに入ることを特徴とする、請求項２から２２のいずれか一項に記載のモジュール。

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