JP2004330112A

JP2004330112A - 浄水カートリッジ

Info

Publication number: JP2004330112A
Application number: JP2003130751A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kobayashi; 義孝小林; Masakazu Kitagawa; 雅一北川
Original assignee: Kurita Creation Co Ltd
Current assignee: Kurita Creation Co Ltd
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】浄水の抗菌作用を持続させることができる浄水カートリッジを提供すること。
【解決手段】カートリッジ１７には、外ケース２３と内ケース１８との間に、濾材２４を充填した固定床Ｋが設けられる。固定床Ｋと連通された内ケース１８内部には、中空糸膜２９が垂下されている。中空糸膜２９の下方には、水流により流動分散する銀処理活性炭２８から構成される流動床Ｒが設けられ、流動床Ｒを通過した水は中空糸膜２９に濾過される。また、流動床Ｒの銀処理活性炭２８の粒径の正規分布は、５〜５００メッシュの範囲内に調製されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水カートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浄水カートリッジにおいて、吸着機能を有する活性炭粒子、濾過機能を有する中空糸膜を使用したものが知られている。これらの浄水カートリッジでは、吸着作用又は濾過作用によって、水中の塩素系化合物等の化学的な除去や、吸着除去、鉄サビ、細塵等の異物の除去を行って浄水を生成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の活性炭粒子、中空糸膜を使用した浄水カートリッジを通過した浄水においては、抗菌作用を有する塩素系化合物が除去されており、細菌等が繁殖しやすくなっている。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、浄水の抗菌作用を持続させることができる浄水カートリッジを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、濾過部に原水を通過させて、その原水を浄化するようにした浄水カートリッジにおいて、前記濾過部に設けられた流路内に、濾材を充填した固定床と、中空糸膜とを設け、前記固定床と前記中空糸膜との間の流路に、水流により流動分散する銀処理活性炭粒子を収容した流動床を設けるとともに、前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が５〜５００メッシュの範囲内にあることを特徴としたものである。
【０００６】
従って、水の流路内に、濾材を固定した固定床、中空糸膜、及び流動床を備えたので、水中の塩素系化合物、塩素等の物質、及び異物を除去することができる。また、流動床を構成する銀処理活性炭粒子により、抗菌作用を呈する銀イオンを容易に水中に溶出させることができる。さらに、銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が５〜５００メッシュの範囲内としたため、銀処理活性炭粒子の表面積が大きくなる。このため、通水時に、この銀処理活性炭粒子をたえず水中に浮遊させることにより、水中に溶出する銀イオン濃度を高くすることができる。従って、抗菌作用の効果が増大し、浄水中の細菌等の繁殖を防止することができる。また、大と小の銀処理活性炭粒子が混在しているため、粒径の小さい銀処理活性炭粒子が含まれていても中空糸膜が閉塞されることが防止される。ここで、固定床とは活性炭等の濾材が水流によってほとんど、あるいは全く動かないもの、流動床とは濾材が水流によって巻き上がるようにして流動するものをいう。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の浄水カートリッジにおいて、前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が１０〜４００メッシュの範囲内にあることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、銀処理活性炭粒子の粒径を調製することにより、銀処理活性炭粒子の表面積が小さくなっても水中に溶出する銀イオン濃度を浄水中の細菌等の繁殖を防止できる濃度にするとともに、短期間で銀イオンが溶出しきってしまうようなことが防止できる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の浄水カートリッジにおいて、前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が２０〜３００メッシュの範囲内にあることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、使用水量によって銀処理活性炭粒子の粒径を調製することにより、水中に溶出する銀イオン濃度を浄水中の細菌等の繁殖を防止できる濃度にするとともに、短期間で銀イオンが溶出しきってしまうようなことが防止できる。このため、銀処理活性炭粒子の呈する抗菌作用を比較的長く持続させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の浄水カートリッジにおいて、前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が２５〜２５０メッシュの範囲内にあることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、銀処理活性炭粒子の粒径を調製することにより、水中に溶出する銀イオン濃度を浄水中の細菌等の繁殖を防止できる濃度にするとともに、短期間で銀イオンが溶出しきってしまうようなことが防止できる。このため、銀処理活性炭粒子の呈する抗菌作用を比較的長く持続させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の浄水カートリッジにおいて、前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が３０〜２００メッシュの範囲内にあることを特徴とするものである。
【００１４】
従って、銀処理活性炭粒子の粒径を調製することにより、水中に溶出する銀イオン濃度を浄水中の細菌等の繁殖を防止できる濃度にするとともに、短期間で銀イオンが溶出しきってしまうようなことが防止できる。このため、銀処理活性炭粒子の呈する抗菌作用を比較的長く持続させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１にしたがって説明する。
浄水器１０の容器１１は、図１に示すように有底円筒状に形成されている。容器１１内には、カートリッジ１７が収容されて、容器１１に螺着した止め具１４により固定されている。カートリッジ１７の蓋体１２の頂壁の中心より偏倚した位置には、水道水（原水）を流入させるための円筒状の流入口１５が配設されている。流入口１５から流入した原水は、蓋体１２等に形成された流路を通過して、カートリッジ１７の流入室３０内に流れ込む。また、蓋体１２の頂壁の中心には、カートリッジ１７を通過した浄水を流出させるための円筒状の流出口１６が突出形成されている。
【００１６】
カートリッジ１７は、流路を構成する外ケース２３及び内ケース１８を備えている。外ケース２３と内ケース１８との間には空間部が形成されており、この空間部には濾過部を構成する固定床Ｋが設けられている。この固定床Ｋは、空間部に粒状の活性炭からなる濾材２４が充填されることにより構成されている。
【００１７】
カートリッジ１７に収容された内ケース１８は、その底面が外ケース２３の底面に接するように設置されている。また、内ケース１８の上端には、上蓋２５が取り付けられている。内ケース１８の壁部の下端部には、固定床Ｋを通過した水を内ケース１８へ流入させるための入り口２６が複数形成されている。入り口２６には外側からフィルタ２７が取り付けられており、入り口２６を介して濾材２４等が内ケース１８内に入り込まないようになっている。
【００１８】
内ケース１８の内部の下方には、濾過部を構成する流動床Ｒが設けられている。流動床Ｒは、水流により流動分散する粒状の銀処理活性炭２８を低い充填率で内ケース１８内に充填したものである。銀処理活性炭粒子としての銀処理活性炭２８は、抗菌作用を呈する銀又は銀化合物を粒状活性炭の表面にコーティングされて形成されている。この銀処理活性炭２８に水を接触させると、銀処理活性炭２８から抗菌作用を呈する銀イオンが溶出され、水中のバクテリア、細菌等の繁殖を防止することができる。
【００１９】
この銀処理活性炭２８は、粒径の正規分布が５〜５００メッシュの範囲にあるものを使用することが望ましい。より好ましくは３０〜２００メッシュである。５メッシュ未満だと、銀処理活性炭２８のトータルの表面積が小さくなり、水中へ溶出する銀イオン濃度が、細菌等の繁殖を防止できる濃度よりも小さくなってしまう。また、５００メッシュを超えると、銀処理活性炭２８が、その上方に配設された中空糸膜２９の中空糸壁面の微細孔に介入し、微細孔を閉塞してしまう可能性が高い。また、５００メッシュを超えると、トータルの表面積が大きいため、銀イオンが短期間で水中に溶出しきってしまい、抗菌作用を持続させることができず使用に耐えない。粒径の正規分布が３０〜２００メッシュの範囲にあると、水中に溶出する銀イオン濃度を、抗菌作用を呈する濃度以上にすることができるとともに、抗菌作用を呈する期間を長くすることができる。
【００２０】
流動床Ｒの上方には、濾過部を構成する中空糸膜２９が取り付けられている。流動床Ｒを通過した水は、中空糸膜２９により濾過される。その結果、バクテリア等の細かな異物が除去される。中空糸膜２９を通過した浄水は、孔３０ａを通って流出口１６から導出される。
【００２１】
さて、流入口１５から流入した原水（水道水）は、流入室３０内に導出される。流入室３０まで導出された原水は、複数形成された孔３０ａから固定床Ｋに流入して濾材２４と接触する。この活性炭からなる濾材２４との接触により、塩素系化合物、塩素等が除去される。
【００２２】
さらに、固定床Ｋに流入した水は、内ケース１８の下方に取り付けられたフィルタ２７及び入り口２６を介して内ケース１８内部に流入する。内ケース１８内部に流入した水は、流動床Ｒ内を通過して、銀処理活性炭２８と接触する。このため、既に塩素系化合物等が除去されて細菌等が繁殖しやすくなった水に抗菌作用を呈する銀イオンが溶出させることができる。このとき、流動床Ｒに流入した水は下方から上方へ移動する。このため、銀処理活性炭２８は、水流によって巻き上げられるようにして流動分散される。その結果、銀処理活性炭２８が静置されている場合よりも、銀処理活性炭２８と水との接触面積を大きくすることができる。
【００２３】
銀イオンが溶出された水は、中空糸膜２９内を通過する。中空糸膜２９によって濾過された浄水は、上蓋２５に形成された出口１９から通過孔２０ａを介して、流出口１６から外部へ流出される。
【００２４】
この浄水器１０の流出口１６から得られた浄水中の銀イオン濃度を測定した。試料とした浄水は、それぞれ１〜１０ｍ^３の水道水（原水）を通水させた浄水器１０から、内部に滞留することなく流出した浄水とした。そして、各浄水中の銀イオン濃度をＩＣＰ質量分析装置（誘導結合高周波プラズマ分光分析装置）にてそれぞれ測定した。その結果を表１に示す。表１では、浄水器１０の通水量と通水後の浄水中の銀イオン濃度との関係を示している。尚、塩素系化合物、塩素等の他の抗菌剤を含有しない水において、水中の銀イオン濃度が０．０１ｍｇ／Ｌ未満になると、飲用水として適合するための抗菌作用を呈しないことが知られている。
【００２５】
【表１】

浄水器１０から流出した浄水中の銀イオン濃度は、浄水器１０に１〜１０ｍ^３の水を通水させても、０．０１ｍｇ／Ｌ以上となった。しかも、通水量が増加するにしたがって、銀イオン濃度が低下していくことがあまりなかった。
【００２６】
従って、浄水器１０は、塩素系化合物、塩素等の抗菌剤や細塵等を除去するとともに、銀イオンにより抗菌した浄水を生成することができる。
従って、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００２７】
（１）上記実施形態では、浄水器１０のカートリッジ１７内に、粒状の活性炭からなる濾材２４を充填した固定床Ｋと、粒状の銀処理活性炭２８が流動分散する流動床Ｒと、中空糸膜２９とを設け、固定床Ｋ、流動床Ｒ、及び中空糸膜２９の中を水が通過するようにした。このため、水中の塩素系化合物、塩素、鉄サビ、細塵等を除去することができる。
【００２８】
また、流動床Ｒに、抗菌作用を呈する銀又は銀化合物をコーティングした銀処理活性炭２８を収容した。そして、その粒径の正規分布が５〜５００メッシュ、より好ましくは３０〜２００メッシュの範囲にあるものを用いた。このため、塩素系化合物等が除去されて細菌等が繁殖しやすい水に銀イオンを溶出させるとともに、その銀イオン濃度を細菌等の繁殖を防止できる濃度にすることができる。しかも、銀処理活性炭２８の呈する抗菌作用を長く持続させることができる。
【００２９】
（２）上記実施形態では、内ケース１８の下方に形成された入り口２６から、水が流入し、流動床Ｒを通過して上方の中空糸膜２９側に流れるようにした。その結果、下方からの水流によって銀処理活性炭２８が流動分散するため、銀処理活性炭２８と水との接触面積を大きくすることができる。
【００３０】
（変更例）
なお、上記実施形態は次のように変更して具体化することも可能である。
・抗菌作用を呈する抗菌材として、銅イオン等、他の滅菌イオンを粒状の活性炭にコーティングして、内ケース１８に収容して流動床Ｒを構成すること。
【００３１】
・固定床Ｋを、繊維状活性炭フィルタによって構成すること。このようにすると、カートリッジ１７内に簡単に固定床Ｋを設けることができ、組み立て作業の際の手間が軽減される。
【００３２】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（ａ）前記中空糸膜及び前記流動床は、一筐体内に収容されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の浄水カートリッジ。
【００３３】
従って、この（ａ）に記載の発明によれば、中空糸膜及び流動床は一筐体内に収容されるため、流動床を通過した原水を中空糸膜まで導出する流路を別途設ける必要がない。
【００３４】
（ｂ）前記固定床は、前記筐体と、外ケースとの間に設けられ、同固定床を通過した水は同筐体に形成された入り口から流入することを特徴とする（ａ）に記載の浄水カートリッジ。
【００３５】
従って、この（ｂ）に記載の発明によれば、筐体と外ケースとの間に固定床が設けられるため、固定床と、流動床及び中空糸膜との間に流路を設ける必要がなくなる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、浄水の抗菌作用を持続させることができる浄水カートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の浄水器の断面図。
【符号の説明】
１７…浄水カートリッジ、１８…流路、筐体を構成する内ケース、２３…流路を構成する外ケース、２８…銀処理活性炭粒子としての銀処理活性炭、２９…濾過部を構成する中空糸膜、２４…濾材、Ｋ…濾過部を構成する固定床、Ｒ…濾過部を構成する流動床。

Claims

濾過部に原水を通過させて、その原水を浄化するようにした浄水カートリッジにおいて、
前記濾過部に設けられた流路内に、濾材を充填した固定床と、中空糸膜とを設け、
前記固定床と前記中空糸膜との間の流路に、水流により流動分散する銀処理活性炭粒子を収容した流動床を設けるとともに、
前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が５〜５００メッシュの範囲内にあることを特徴とする浄水カートリッジ。
前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が１０〜４００メッシュの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の浄水カートリッジ。
前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が２０〜３００メッシュの範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水カートリッジ。
前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が２５〜２５０メッシュの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の浄水カートリッジ。
前記銀処理活性炭粒子の粒径の正規分布が３０〜２００メッシュの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の浄水カートリッジ。