JP2005021836A - 浄水カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】浄水カートリッジの製作作業の簡易化を図ることができ、また、コストダウンを図ることのできる浄水カートリッジを提供する。
【解決手段】中空糸膜カートリッジ２０に係合する第１フック５２と、活性炭カートリッジ３０に係合する第２フック５３とを備えた接合部材５０によって、中空糸膜カートリッジ２０と活性炭カートリッジ３０を接合する構成とし、かつ、接合部材５０は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の中空糸膜が充填された中空糸膜カートリッジと活性炭が充填された活性炭カートリッジを備えた浄水カートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の浄水カートリッジは、たとえば、浄水器やアルカリイオン整水器などに用いられている。そして、この浄水カートリッジは、中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジとを備える。中空糸膜カートリッジは、中空糸膜の濾過作用によって、水中の異物を除去する。また、活性炭カートリッジは、活性炭の吸着作用によって、水中の塩素イオン等を除去する。このようにして、中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジによって、水を浄化することができる。
【０００３】
このような浄水カートリッジにおいては、中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジを接合することによって、一つのカートリッジを構成している。図７及び図８を参照して、これらのカートリッジの接合方法について、簡単に説明する。図７及び図８は従来技術に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。
【０００４】
図７に示す浄水カートリッジ１００の場合には、中空糸膜カートリッジ２００の端部と活性炭カートリッジ３００の端部とを全周にわたって固着することによって、これらのカートリッジを接合している。なお、図中Ｘ部が固着部である。固着方法の具体例としては、接着剤による接着や、溶着を挙げることができる。
【０００５】
ここで、接着剤によって、中空糸膜カートリッジ２００と活性炭カートリッジ３００を固着する場合には、接着剤が中空糸膜カートリッジ２００の内部に漏れることがある。従って、中空糸膜による濾過機能に悪影響を与えることがある。しかも、接着条件自体のバラツキにより、接着強度がばらついてしまうという不具合もある。更に、接着剤の塗布作業や、接着剤が硬化するまで各カートリッジを固定するための作業などが必要であり、作業工程が多い。更に、接着剤が硬化するまで放置しなければならないため、作業開始から作業終了までにかかる時間が長いという不具合もある。また、溶着の場合、一般的な超音波溶着によって中空糸膜カートリッジ２００と活性炭カートリッジ３００を固着するためには、専用の装置を必要とするため、コストが高くなるなどの問題がある。
【０００６】
図８に示す浄水カートリッジ１００ａの場合には、ネジ４０１によって、中空糸膜カートリッジ２００と活性炭カートリッジ３００とを接合している。また、これらのカートリッジの接合面には、水漏れを防止するためのシールリング４０２を配設している。
【０００７】
この浄水カートリッジ１００ａの場合には、複数のネジ４０１とシールリング４０２を必要とするため、部品点数が増加する不具合がある。また、これに伴い、作業工程が増加するという不具合もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的の一つとしては、浄水カートリッジの製作作業の簡易化を図ることが挙げられる。
【０００９】
また、本発明の目的は、コストダウンを図ることが挙げられる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１１】
すなわち、本発明は、中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジとを、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成された係合部によって、接合する構成を採用した。なお、この係合部は、専用の接合部材に設けることもできるし、活性炭カートリッジに設けることもできる。
【００１２】
本発明の構成によれば、係合部を係合させる作業のみにより、中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジとを接合できる。そして、係合部は柔軟性を有することから、係合作業は容易である。また、係合部は係合部分で密封性が発揮されるため、別途、密封を行うための部品も必要ない。以上のことから、浄水カートリッジの製作作業を簡易化できる。また、部品点数が増えることもなく、接合工程は係合させる作業のみで良く、専用の大掛かりな装置も必要ない。従って、コストダウンを図ることができる。
【００１３】
より具体的な、本発明の浄水カートリッジとしては、
複数の中空糸膜が充填された中空糸膜カートリッジと、
活性炭が充填された活性炭カートリッジと、を備えた浄水カートリッジにおいて、
前記中空糸膜カートリッジに係合する第１係合部と、前記活性炭カートリッジに係合する第２係合部と、を有し、これら中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジとを接合する接合部材を備えており、
該接合部材は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されていることを特徴とするものを挙げることができる。
【００１４】
本発明の構成によれば、接合部材に備えられた第１係合部を中空糸膜カートリッジに係合する作業と、第２係合部を活性炭カートリッジに係合する作業のみによって、中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジとを接合できる。
【００１５】
他の、より具体的な、本発明の浄水カートリッジとしては、
複数の中空糸膜が充填された中空糸膜カートリッジと、
活性炭が充填された活性炭カートリッジと、を備えた浄水カートリッジにおいて、
前記活性炭カートリッジには、前記中空糸膜カートリッジに係合する係合部が設けられ、かつ、該係合部は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されていることを特徴とするものが挙げられる。
【００１６】
本発明の構成によれば、活性炭カートリッジに備えられた係合部を中空糸膜カートリッジに係合する作業のみによって、中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジとを接合できる。また、上記発明に比べて、接合部材が必要ない分だけ、部品点数を削減できる。
【００１７】
ところで、活性炭カートリッジには、通常、活性炭を充填するための開口部が設けられている。そして、活性炭を充填した後に、この開口部を閉じるための蓋が設けられる。この蓋を活性炭カートリッジに接合する接合部に、上記本発明の構成を採用できる。
【００１８】
例えば、前記活性炭カートリッジに設けられた開口部を閉じる蓋が設けられると共に、
該活性炭カートリッジには、前記蓋に係合する係合部が設けられ、かつ、該係合部は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されているとよい。
【００１９】
また、前記活性炭カートリッジに設けられた開口部を閉じる蓋が設けられると共に、
該蓋には、前記活性炭カートリッジに係合する係合部が設けられ、かつ、該係合部は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されていることも好適である。
【００２０】
なお、これまで説明した柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料の好適な例としては、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ナイロン（登録商標）、ポリウレタン、塩ビ及び一般的な工業用ゴム材料（例えば、アクリルゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ等）を挙げることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る浄水カートリッジについて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。図２は中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジの係合の様子を説明する説明図である。
【００２３】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る浄水カートリッジ１０は、中空糸膜カートリッジ２０と、活性炭カートリッジ３０と、中空糸膜カートリッジ２０と活性炭カートリッジ３０を接合する接合部材５０を備える。
【００２４】
中空糸膜カートリッジ２０は、有底筒（円筒）状のケース２１と、ケース２１内に充填される複数の中空糸膜からなる中空糸膜束２２と、Ｕ字状の折り曲げられた中空糸膜束２２の端部を、各中空糸膜の中空内部のみが開放されるように、封止固定するポッティング部２３とを備える。また、中空糸膜カートリッジ２０の一端には、嵌着部材４０が嵌着されている。この嵌着部材４０には、浄化後の水を排出する排出口４１が設けられている。
【００２５】
活性炭カートリッジ３０は、有底筒（円筒）状の外ケース３１と、外ケース３１の内部に同心的に設けられる、有底筒（円筒）状の内ケース３２とを備える。そして、外ケース３１と内ケース３２との間の環状隙間に、粒（粉）状の活性炭３５が充填される。この活性炭３５は、塩素イオンを吸着する機能を有する。また、活性炭３５は、これ以外にも、例えば、鉛やトリハロメタンを吸着する機能も有する。
【００２６】
そして、外ケース３１の筒状部分には、外ケース３１の外側の水を、外ケース３１の内側に入れる複数の開口部３１ａが設けられている。また、外ケース３１の底の部分には、内ケース３２の一端を支持して、位置決めする支持部３１ｂを備えている。そして、内ケース３２の筒状部分には、活性炭３５の充填部を通ってきた水を、内ケース３２の内側に入れる複数の開口部３２ａが設けられている。
【００２７】
ここで、内ケース３２は、その一端側が、接合部材５０に設けられた支持部５１によって支持され、その他端が、外ケース３１の支持部３１ｂによって支持される。これにより、内ケース３２は、外ケース３１に対して位置決めされる。
【００２８】
また、外ケース３１の内周には、活性炭の通過を防止しつつ水の通過を可能とする網目状部材３３が設けられる。更に、内ケース３２の内周にも、活性炭の通過を防止しつつ水の通過を可能とする網目状部材３４が設けられる。ただし、網目状部材３４は、内ケース３２の外周に設けても良い。これら網目状部材３３，３４は、活性炭が外ケース３１の外側及び内ケース３２の内側に流出することを防止するために設けられている。なお、網目状部材３３，３４の具体例としては、不織布，布，メッシュ（例えば、ポリエステルメッシュ），ろ紙，繊維が挙げられる。また、網目状部材３３，３４は、例えば、外ケース３１の両端、及び内ケース３２の両端に、それぞれ網目状部材３３，３４を挟み込む部分を設けることで固定できる。
【００２９】
次に、このように構成された浄水カートリッジ１０の使用方法について説明する。まず、活性炭カートリッジ３０の外周部分に水道水などの浄化対象となる水を送り込む。すると、水は複数の開口部３１ａから外ケース３１内へと導かれる。そして、水は、更に活性炭３５の充填部を通って、内ケース３２に設けられた複数の開口部３２ａから、内ケース３２の内部へと導かれる。そして、水は、内ケース３２の筒内を通って、内ケース３２の端部から排出される。以上の過程により、水中に含まれる塩素イオン等は、活性炭３５によって吸着される。これにより、水中に含まれる塩素イオン等が除去されて、水は浄化される。
【００３０】
そして、内ケース３２から排出された水は、中空糸膜カートリッジ２０へと送られる。中空糸膜カートリッジ２０のケース２１内に送り込まれた水は、中空糸膜の外壁面側から中空内部へと透過する。この過程で、水中に含まれる異物が濾過作用によって除去される。その後、浄化された水は、中空糸膜の端部から排出され、更に、嵌着部材４０の排出口４１から排出される。
【００３１】
以上のように、本実施の形態に係る浄水カートリッジ１０によれば、活性炭カートリッジ３０により、水中に含まれる塩素イオン及び鉛等を除去し、かつ、中空糸膜カートリッジ２０により、水中に含まれる異物を除去することができる。
【００３２】
次に、中空糸膜カートリッジ２０と活性炭カートリッジ３０との接合について、更に、詳しく説明する。これらを接合するための接合部材５０は、活性炭カートリッジ３０の内ケース３２を支持する支持部５１と、中空糸膜カートリッジ２０に係合する第１係合部である第１フック５２と、活性炭カートリッジ３０に係合する第２係合部である第２フック５３とを備える。なお、支持部５１の内側は、活性炭カートリッジ３０によって浄化された水を中空糸膜カートリッジ２０に送り込むための貫通孔が形成されている。
【００３３】
接合部材５０は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されている。この材料の好適な例としては、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ナイロン（登録商標）、ポリウレタン、塩ビ及び一般的な工業用ゴム材料（例えば、アクリルゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ等）が挙げられる。接合部材の材料を、このようにしたことにより、以下の効果が発揮される。
【００３４】
接合部材５０に設けられた第１フック５２及び第２フック５３は柔軟性がある。従って、図２（Ａ）に示す矢印方向に撓むことができる。これにより、中空糸膜カートリッジ２０を接合部材５０に向かって押し込むと、第１フック５２は外側に撓む。そして、更に、中空糸膜カートリッジ２０を押し込むと、第１フック５２は元の位置に戻る。このようにして、第１フック５２が、ケース２１に設けられた被係合凸部２１ａに係合する（図２（Ｂ）参照）。同様に、活性炭カートリッジ３０を接合部材５０に向かって押し込むと、第２フック５３は外側に撓む。そして、更に、活性炭カートリッジ３０を押し込むと、第２フック５３は元の位置に戻る。このようにして、第２フック５３が、外ケース３１に設けられた被係合凸部３１ｃに係合する（図２（Ｂ）参照）。以上のように、中空糸膜カートリッジ２０及び活性炭カートリッジ３０を接合部材５０に対して押し込むという簡単な動作によって、中空糸膜カートリッジ２０と活性炭カートリッジ３０を接合することができる。この場合、第１フック５２及び第２フック５３は柔軟であるので、係合に必要な力は小さくて済む。従って、係合作業は容易である。
【００３５】
また、第１フック５２及び第２フック５３は、係合部分で密封機能を発揮する。従って、別途、密封を行うための部品も必要ない。
【００３６】
以上のように、浄水カートリッジ１０の製作作業を簡易化できる。また、部品点数が増えることもなく、接合工程は係合させる作業のみで良く、専用の大掛かりな装置も必要ない。従って、コストダウンを図ることもできる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図３には、本発明の第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形態では、中空糸膜カートリッジに係合する係合部と活性炭カートリッジに係合する係合部を有する接合部材によって、これらのカートリッジを接合する構成を示した。本実施の形態では、活性炭カートリッジに中空糸膜カートリッジに係合する係合部を設けることで、これらのカートリッジを接合する構成を示す。その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００３８】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。図３に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る浄水カートリッジ１０は、中空糸膜カートリッジ２０と、活性炭カートリッジ３０を備える。中空糸膜カートリッジ２０については、上記第１の実施の形態と同一の構成である。
【００３９】
活性炭カートリッジ３０は、有底筒（円筒）状の外ケース３６と、外ケース３６の内部に同心的に設けられる、有底筒（円筒）状の内ケース３２とを備える。そして、外ケース３６と内ケース３２との間の環状隙間に、粒（粉）状の活性炭３５が充填される。ここで、上記第１の実施の形態においては、外ケース３１の開口部を中空糸膜カートリッジ２０側に向ける構成を採用していた。これに対して、本実施の形態では、外ケース３６の開口部を中空糸膜カートリッジ２０の反対側に向ける構成を採用した。なお、外ケース３１，３６の開口部は、活性炭３５の充填作業に必要である。
【００４０】
上記第１の実施の形態の場合には、活性炭３５を充填した後は、接合部材５０によって蓋がされる。これに対して、本実施の形態では、専用の蓋６０によって、外ケース３６の開口部の蓋をするようにしている。なお、蓋６０の外周部分には、円筒部６１を備えている。そして、この円筒部６１が外ケース３６の内周に圧入されることによって、蓋６０は外ケース３６に接合される。また、この蓋６０には、内ケース３２の一端を支持して、位置決めする支持部６２が設けられている。
【００４１】
そして、本実施の形態では、外ケース３６の端部に、中空糸膜カートリッジ２０に係合する係合部であるフック３６ａが設けられている。また、本実施の形態では、外ケース３６は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されている。この材料の好適な例としては、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ナイロン（登録商標）、ポリウレタン、塩ビ及び一般的な工業用ゴム材料（例えば、アクリルゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ等）が挙げられる。このようにしたことにより、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施の形態の場合には、上記第１の実施の形態と比べて、接合部材が不要であり、かつ、係合作業も一度で済む。
【００４２】
（その他の実施の形態）
図４を参照して、上記第２の実施の形態における、蓋と外ケースの接合構造の変形例を説明する。図４は活性炭カートリッジの外ケースと蓋の接合部分の模式的断面図である。
【００４３】
上記第２の実施の形態においては、圧入により、蓋を外ケースに固定する構成を説明した。しかし、蓋を外ケースに接合する場合についても、活性炭カートリッジを中空糸膜カートリッジに接合する場合と同様の方法で接合することができる。すなわち、図４に示すように、外ケース３６の蓋６０ａ側の端部にも、蓋６０ａに係合する係合部であるフック３６ｂを設ければ良い。これにより、このフック３６ｂを蓋６０ａに係合することで、蓋６０ａを外ケース３６に接合できる。
【００４４】
図５を参照して、蓋と外ケースの接合構造の変形例を説明する。図５は活性炭カートリッジの外ケースと蓋の接合部分の模式的断面図である。上記図４に示す例では、外ケース３６にフック３６ｂを設ける構成を示した。しかし、蓋にフックを設けても、蓋を外ケースに接合できる。すなわち、図５に示すように、蓋６５に、外ケース３６に係合する係合部となるフック６５ａを設ける。なお、蓋６５は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されている。一方、外ケース３６には、フック６５ａが係合される被係合凸部３６ｃが設けられる。以上の構成により、フック６５ａを被係合凸部３６ｃに係合させることで、簡単に蓋６５を外ケース３６に接合できる。
【００４５】
図６を参照して、係合構造の変形例を説明する。図６は接合部材と中空糸膜カートリッジ及び接合部材と活性炭カートリッジの係合部分の模式的断面図である。これまでの説明では、部材同士の係合は、フックによるもののみを示した。しかし、係合構造は、これに限られるものではない。その一例を図６に示した。
【００４６】
すなわち、中空糸膜カートリッジ２０のケース２１に、ケース２１本体部分よりも外径側に突き出た円筒部２１ｂを設ける。同様に、活性炭カートリッジ３０の外ケース３１に、外ケース３１本体部分よりも外径側に突き出た円筒部３１ｄを設ける。そして、係合部材５５には、中空糸膜カートリッジ２０の円筒部２１ｂを挟み込んで係合する第１係合部である第１挟持部５６と、活性炭カートリッジ３０の円筒部３１ｄを挟み込んで係合する第２係合部である第２挟持部５７を設ける。
【００４７】
このような構成により、第１挟持部５６によって円筒部２１ｂを挟み込み、第２挟持部５７によって円筒部３１ｄを挟み込むことで、中空糸膜カートリッジ２０と活性炭カートリッジ３０を簡単に接合できる。
【００４８】
なお、中空糸膜カートリッジ２０のケース２１の材料には、ポッティング剤との接着性の相性の良さが要求される。このような材料の好適な例としては、ＡＢＳ（アクリル・アクリロニトリル・スチレン樹脂）を挙げることができる。これに対して、上述したＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）やナイロン等は、ケース２１の材料としては好ましくない。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、浄水カートリッジの製作作業の簡易化を図ることができる。また、コストダウンを図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。
【図２】中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジの係合の様子を説明する説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。
【図４】活性炭カートリッジの外ケースと蓋の接合部分の模式的断面図である。
【図５】活性炭カートリッジの外ケースと蓋の接合部分の模式的断面図である。
【図６】接合部材と中空糸膜カートリッジ及び接合部材と活性炭カートリッジの係合部分の模式的断面図である。
【図７】従来技術に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。
【図８】従来技術に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。
【符号の説明】
１０ 浄水カートリッジ
２０ 中空糸膜カートリッジ
２１ ケース
２１ａ 被係合凸部
２１ｂ 円筒部
２２ 中空糸膜束
２３ ポッティング部
３０ 活性炭カートリッジ
３１，３６ 外ケース
３１ａ 開口部
３１ｂ 支持部
３１ｃ 被係合凸部
３１ｄ 円筒部
３２ 内ケース
３２ａ 開口部
３３，３４ 網目状部材
３５ 活性炭
３６ 外ケース
３６ａ フック
３６ｂ フック
３６ｃ 被係合凸部
４０ 嵌着部材
４１ 排出口
５０ 接合部材
５１ 支持部
５２ 第１フック
５３ 第２フック
５５ 係合部材
５６ 第１挟持部
５７ 第２挟持部
６０ 蓋
６０ａ 蓋
６１ 円筒部
６２ 支持部
６５ 蓋
６５ａ フック

Claims (4)

1. 複数の中空糸膜が充填された中空糸膜カートリッジと、
   活性炭が充填された活性炭カートリッジと、を備えた浄水カートリッジにおいて、
   前記中空糸膜カートリッジに係合する第１係合部と、前記活性炭カートリッジに係合する第２係合部と、を有し、これら中空糸膜カートリッジと活性炭カートリッジとを接合する接合部材を備えており、
   該接合部材は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されていることを特徴とする浄水カートリッジ。
2. 複数の中空糸膜が充填された中空糸膜カートリッジと、
   活性炭が充填された活性炭カートリッジと、を備えた浄水カートリッジにおいて、
   前記活性炭カートリッジには、前記中空糸膜カートリッジに係合する係合部が設けられ、かつ、該係合部は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されていることを特徴とする浄水カートリッジ。
3. 前記活性炭カートリッジに設けられた開口部を閉じる蓋が設けられると共に、
   該活性炭カートリッジには、前記蓋に係合する係合部が設けられ、かつ、該係合部は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の浄水カートリッジ。
4. 前記活性炭カートリッジに設けられた開口部を閉じる蓋が設けられると共に、
   該蓋には、前記活性炭カートリッジに係合する係合部が設けられ、かつ、該係合部は、柔軟性を有し、かつ、係合部分で密封性が発揮される材料で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の浄水カートリッジ。

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