JP2005211852A - 浄水カートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】 中空糸膜による性能を十分に発揮して水質を向上させること。中空糸膜の長寿命化を図ること。
【解決手段】 カートリッジ本体２の下流側に中空糸膜４を収納する中空糸膜収納部３が配設され、上記カートリッジ本体２には、外周壁に水の流入用の開口孔５を備えたろ材収納容器６と、ろ材収納容器６に挿入されて外周部に水の流入口７、下流端部に水の流出口８をそれぞれ備えた支持枠９と、ろ材収納容器６と支持枠９との間に充填されるろ材１０とが収納され、ろ材収納容器６よりも上流側に原水供給部１１が配設され、原水供給部１１からの水がろ材収納容器６の外周壁から流入してろ材１０を通過し、さらに支持枠９の外周部から流入して支持枠９の流出口８から中空糸膜４に向って流出するようになっている浄水カートリッジ１である。支持枠９の流出口８の近傍に、流出口８からの流出水を拡散させるための邪魔板１３を配設した。
【選択図】 図１
【解決手段】 カートリッジ本体２の下流側に中空糸膜４を収納する中空糸膜収納部３が配設され、上記カートリッジ本体２には、外周壁に水の流入用の開口孔５を備えたろ材収納容器６と、ろ材収納容器６に挿入されて外周部に水の流入口７、下流端部に水の流出口８をそれぞれ備えた支持枠９と、ろ材収納容器６と支持枠９との間に充填されるろ材１０とが収納され、ろ材収納容器６よりも上流側に原水供給部１１が配設され、原水供給部１１からの水がろ材収納容器６の外周壁から流入してろ材１０を通過し、さらに支持枠９の外周部から流入して支持枠９の流出口８から中空糸膜４に向って流出するようになっている浄水カートリッジ１である。支持枠９の流出口８の近傍に、流出口８からの流出水を拡散させるための邪魔板１３を配設した。
【選択図】 図１
Description
本発明は、水道水に含まれる濁り、残留塩素、トリハロメタン、溶解性鉛等を除去できる浄水カートリッジに関するものである。
河川の水や地下水を水道水として利用している我が国においては、各家庭や事業所等に安全な水道水を供給するために、各地の浄水場が、河川の水や地下水に塩素等の各種の薬品を添加し、浄水処理を行なっている。
近年、水源となっている河川や地下水の水質が悪化しているので、各地の浄水場では、水道水の水質を低下させないために、従来よりも大量の塩素を添加しなければならなくなった。そのため、特に都市部では、カビ臭や塩素臭などの臭いに悩まされるようになった。水道水の臭気が大きくなるにつれ、浄水装置が各家庭や事業所等で広く使われるようになっており、そのような浄水装置としては活性炭と中空糸膜を組み合わせたものが一般的に使用されている。活性炭がカビ臭や塩素臭をとり、中空糸膜が濁りなどの粒子成分を除去する。中空糸膜は、活性炭部に発生する雑菌を除去する働きもする。
しかし、近年問題となっているのは、水道水の臭いや濁りだけでなく、水道水中に微量に含まれるトリハロメタンや溶解性鉛であり、浄水装置には、より多くの物質を除去する効果が要求されている。
活性炭は水道水中に含まれるトリハロメタンを除去する効果を有するが、溶解性鉛を除去する効果はほとんど無く、溶解性鉛を除去するためにイオン交換樹脂やゼオライト等のセラミックが必須になっている。そのため、最近の浄水装置に用いられるのは各ろ材の利用効率を上げ、小型化を図るため内部容積の有効活用が必須となっている。
そこで、活性炭やイオン交換樹脂やセラミックなどのろ材の利用効率を上げることができる浄水カートリッジが提案されている（特許文献１参照）。この種の浄水カートリッジ１’にあっては、図３に示すように、カートリッジ本体２の下流側に中空糸膜４を収納する中空糸膜収納部３が配設されている。カートリッジ本体２には、外周壁に水の流入用の開口孔５を備えたろ材収納容器６と、ろ材収納容器６に挿入されて外周部に水の流入口７、下流端部に水の流出口８をそれぞれ備えた支持枠９と、ろ材収納容器６と支持枠９との間に充填されるろ材１０とが収納され、ろ材収納容器６よりも上流側に原水供給部１１が配設され、原水供給部１１からの水がろ材収納容器６の外周壁から流入してろ材１０を通過し、さらに支持枠９の外周部から流入して支持枠９の流出口８から矢印Ａ方向に吐出して中空糸膜４に流入するようになっている。
ところが、上記構成の場合、支持枠９の流出口８からの流出水が、中空糸膜４の中心部分に局所的に吐水されることとなり、中空糸膜４のろ過表面全体を有効利用できないという問題がある。特に、支持枠９の内径を小さくした場合は、支持枠９からの流出水の流速が増し、極端な場合は中空糸膜４を傷つける恐れがあり、中空糸膜４の寿命が短くなるという問題もある。
特開２００１−３５３４８６号公報
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、中空糸膜による性能を十分に発揮して水質を向上させることができると共に、中空糸膜の長寿命化を図ることができる浄水カートリッジを提供することを課題とするものである。
前記課題を解決するために本発明にあっては、カートリッジ本体２の下流側に中空糸膜４を収納する中空糸膜収納部３が配設され、上記カートリッジ本体２には、外周壁に水の流入用の開口孔５を備えたろ材収納容器６と、ろ材収納容器６に挿入されて外周部に水の流入口７、下流端部に水の流出口８をそれぞれ備えた支持枠９と、ろ材収納容器６と支持枠９との間に充填されるろ材１０とが収納され、ろ材収納容器６よりも上流側に原水供給部１１が配設され、原水供給部１１からの水がろ材収納容器６の外周壁から流入してろ材１０を通過し、さらに支持枠９の外周部から流入して支持枠９の流出口８から中空糸膜４に向って流出するようになっている浄水カートリッジにおいて、上記支持枠９の流出口８の近傍に、流出口８からの流出水を拡散させるための邪魔板１３を配設したことを特徴としている。
このような構成とすることで、邪魔板１３によって支持枠９からの流出水が中空糸膜４へ局所的に吐水されるのを防止でき、中空糸膜４のろ過表面を均一に利用することができる。従って、中空糸膜４による性能が十分に発揮され、水質を向上させることができる。また、支持枠９からの流出水の流速が増した場合でも、邪魔板１３による水流拡散効果によって中空糸膜４を傷つける恐れもなく、中空糸膜４の長寿命化を図ることができる。
また上記邪魔板１３にて拡散された水を放射状に整流するための整流リブ１４を設けるのが好ましく、この場合、整流リブ１４によって中空糸膜４への吐水を整流する効果が得られ、中空糸膜４の利用効率を、一層、上げることができる。
また上記邪魔板１３を、ろ材収納容器６の開口端部を覆ってろ材１０を押圧するための押圧蓋部１５に一体に形成すると共に、押圧蓋部１５の高さ寸法Ｈの範囲に邪魔板１３が納まるようにするのが好ましく、この場合、ろ材収納容器６の押圧蓋部１５の配置スペースを有効に活用して邪魔板１３を配設でき、浄水カートリッジ１の大型化を容易に防ぐことができる。
また上記中空糸膜４の上流側の水路に不織布１７を配設するのが好ましく、この場合、邪魔板１３で拡散された水は不織布１７を通過する際に整流されることとなり、しかも活性炭等のろ材１０からの微粉炭などの汚れを不織布１７にてトラップでき、中空糸膜４の利用効率向上と早期目詰まりを予防することができる。
本発明に係る浄水カートリッジにあっては、中空糸膜による性能が十分に発揮され、水質を向上させることができると共に、中空糸膜の長寿命化を図ることができる。
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
本実施形態の浄水カートリッジ１は、カートリッジ本体２と、中空糸膜４を収納する中空糸膜収納部３とで主体が構成されている。
上記中空糸膜収納部３の上部は、図１、図２に示すように、上部ケース１８にて覆われている。上部ケース１８には中空糸膜４より下流側に配置される浄水吐出部１２が開設されている。この上部ケース１８の下端縁の外周に中空糸膜収納部３の上端縁を外嵌し、その接合部分を超音波溶着部２１とすることで、上部ケース１８と中空糸膜収納部３間の水密性が確保されている。
上記カートリッジ本体２には、外周壁に水の流入用の開口孔５を備えたろ材収納容器６と、ろ材収納容器６に挿入されて外周部に水の流入口７、下流端部に水の流出口８をそれぞれ備えた支持枠９と、ろ材収納容器６と支持枠９との間に充填されるろ材１０とが収納されている。なお、ろ材１０は、活性炭やイオン交換樹脂、セラミック等の粒状物からなり、水道水中の残留塩素やトリハロメタン、溶解性鉛等の不鈍物をろ過する働きがある。また中空糸膜４は、濁りや、鉄錆等の微細な粒子をろ過し、水道水を浄化する働きがある。
上記ろ材収納容器６の外周部は、格子状のリブ２３と、このリブ２３に保持されるメッシュ２４とからなる。支持枠９の外周部も同様な格子状のリブ２５と、このリブ２５に保持されるメッシュ２６とからなる。これらメッシュ２４、２６は、ろ材１０の粒度より細かな形状をしており、ろ材１０を保持したまま水を通過できるようになっている。また、ろ材収納容器６と支持枠９は、ろ材収納容器６から支持枠９へ流れる水の距離が均等になるよう同心円状に配設されている。
上記ろ材収納容器６は、下部ケース１９内に収納される。下部ケース１９の底部にはろ材収納容器６よりも上流側に配置される原水供給部１１が開設されている。下部ケース１９の上端縁には、上記中空糸膜収納部３の下端縁が内嵌されており、その接合部分を超音波溶着部２０とすることで、下部ケース１９と中空糸膜収納部３間の水密性が確保されている。なお、上記接合部分の接合は、超音波溶着に限らず、例えば、ネジ具或いはシーリング材による接合方式であってもよい。
上記ろ材収納容器６の開口端部は押圧蓋部１５にて閉塞される。押圧蓋部１５はキャップ１６を介してろ材１０を押圧する働きをし、さらに後述のドーム型の邪魔板１３を保持する働きをする。押圧蓋部１５の中央部は支持枠９の流出口８の外周部に外嵌されている。押圧蓋部１５の外周部には、立上がり部１５ａが立設され、立上がり部１５ａの上端面が中空糸膜収納部３の下端縁に突き合わされており、上述のように下部ケース１９と中空糸膜収納部３の嵌合部分を超音波溶着部２０とすることで、押圧蓋部１５の浮き上がり防止が図られる。さらに、下部ケース１９の内径が最大となる部分で、押圧蓋部１５の外周部がシーリング材２７によりシールされている。このシーリング材２７により給水された水がろ材収納容器６の外周から中空糸膜４へ流れ込まないようになっている。
ここで、本発明においては、図１、図２に示すように、支持枠９の流出口８の近傍に、流出口８からの流出水を拡散させるための邪魔板１３を配設している。この邪魔板１３は、流出口８からの流出水が中空糸膜４に局所的に吐水されるのを防いで、中空糸膜４のろ過表面全体を有効利用する働きをする。本例では、上記ろ材収納容器６の押圧蓋部１５の中央部に、ドーム型の邪魔板１３が一体に形成されている。ドーム型の邪魔板１３の外周側壁には例えば４つの横孔２８´（図２）が開設されている。邪魔板１３の外周下端には、邪魔板１３よりも大径で且つ支持枠９の流出口８の外周部上端に係合するフランジ部２８が一体形成されており、フランジ部２８の下面には支持枠９の流出口８の内周面に沿って挿入される筒部２９が一体形成されている。また本例では、図１に示すように、邪魔板１３の高さが押圧蓋部１５の外周部の立上がり部１５ａの高さと略同じ高さとなっており、これにより、押圧蓋部１５の高さ寸法Ｈの範囲内に邪魔板１３が納まるようになっている。
さらに、上記邪魔板１３の周辺には、邪魔板１３にて拡散された水を放射状に整流するための複数本の整流リブ１４が設けられている。各整流リブ１４は、図２に示すように、押圧蓋部１５の中空糸膜４との対向面上に例えば６本設けられ、各整流リブ１４は邪魔板１３を中心として放射状に延びている
また上記中空糸膜４の上流側の水路には、該水路全体に亘って不織布１７が配置されている。邪魔板１３で拡散された水は不織布１７を通過する際に整流されることとなり、しかも活性炭等のろ材１０からの微粉炭などの汚れを不織布１７にてトラップでき、中空糸膜４の利用効率向上と早期目詰まりを予防できる構造となる。
また上記中空糸膜４の上流側の水路には、該水路全体に亘って不織布１７が配置されている。邪魔板１３で拡散された水は不織布１７を通過する際に整流されることとなり、しかも活性炭等のろ材１０からの微粉炭などの汚れを不織布１７にてトラップでき、中空糸膜４の利用効率向上と早期目詰まりを予防できる構造となる。
図１の破線で示す矢印は水の流れを示している。原水供給部１１からの水がろ材収納容器６の外周壁から流入してろ材１０を通過し、さらに支持枠９の外周部から流入して支持枠９の流出口８から鉛直方向に流出する。このとき、流出する水は押圧蓋部１５の中央部にあるドーム型の邪魔板１３で水平方向に拡散され、さらに整流リブ１４に沿って放射状に整流され、さらに不織布１７を通過することで、中空糸膜４全体に均一に水が吐水されるようになる。
上記構成によれば、邪魔板１３によって水の流れが拡散されて、中空糸膜４に対する偏った吐水が起きる現象をなくすことができ、支持枠９からの流出水が中空糸膜４へ局所的に吐水されるのを防止できる。これにより、中空糸膜４のろ過表面を均一に利用することができ、中空糸膜４による性能が十分に発揮され、水質を向上させることができる。とくに、支持枠９の内径を小さくした場合でも、支持枠９からの流出水の流速を減少できるので、中空糸膜４を傷つける恐れがなくなると共に、支持枠９を細くすることで、活性炭等のろ材１０の容積を拡大でき、結果的に中空糸膜４の長寿命化につながる。
また本例では、邪魔板１３を、ろ材１０を押圧するためのろ材収納容器６の押圧蓋部１５に一体に形成したので、活性炭などのろ材１０を押圧する押圧蓋部１５を有効に利用して邪魔板１３を保持でき、部品増加を防止できる。しかも、押圧蓋部１５の高さ寸法Ｈの範囲に邪魔板１３を納めたから、ろ材収納容器６の押圧蓋部１５の配置スペースを有効に活用して邪魔板１３を配設でき、浄水カートリッジ１の大型化を容易に防ぐことができる。そのうえ、邪魔板１３のフランジ部２８を支持枠９の流出口８の外周部上端に係合させた状態で、邪魔板１３の筒部２９を支持枠９の流出口８の内周面に沿って挿入しているため、支持枠９の流出口８に対する邪魔板１３の保持が簡単且つ確実となり、組み立て性が向上する利点もある。
また本例では、整流リブ１４によって中空糸膜４への吐水を整流する効果が得られ、中空糸膜４の利用効率を上げることができる。そのうえ整流リブ１４を、ろ材１０を押圧するためのろ材収納容器６の押圧蓋部１５に一体に形成したので、活性炭などのろ材１０を押圧する押圧蓋部１５を利用して整流リブ１４を配設可能となる。
さらに本例では、中空糸膜収納部３と下部ケース１９の厚みを一定に保つことを目的として、下部ケース１９の上端縁を下部ケース１９の内面よりも外方に向って段差状に突出させ、この段差部３０に中空糸膜収納部３の下端縁が納まるようにしている。これによって下部ケース１９の内径寸法Ｄと、中空糸膜収納部３の内径寸法Ｅとが略等しくなり（Ｄ≒Ｅ）、結果、ろ材収納容器６の内容積を拡大できるようになる。ちなみに、従来では例えば図３のように、下部ケース１９の外周部に中空糸膜収納部３が外嵌されていて、ろ材収納容器６の内径寸法Ｄ’が中空糸膜収納部３の内径寸法Ｅよりも小さくなっている（Ｄ’＜Ｅ）。これに対して本例では、図１のように段差部３０によって中空糸膜収納部３の肉厚分だけ、ろ材収納容器６の外径寸法を拡大できるため、ろ材収納容器６の内容積を拡大できる。しかも、中空糸膜収納部３と下部ケース１９の厚みは略一定に保たれるため、超音波溶着の振動を与えて接合する際にケースの強度を確保でき、接合力を十分に高めることができる。この結果、ろ材収納容器６のろ材１０の収納スペースを十分に確保でき、ろ材収納容器６の内部容積を十分に有効活用することで、浄水カートリッジ１を、一層、小型で且つ長寿命にできるものである。
１ 浄水カートリッジ
２ カートリッジ本体
３ 中空糸膜収納部
４ 中空糸膜
５ 開口孔
６ ろ材収納容器
７ 流入口
８ 流出口
９ 支持枠
１０ ろ材
１１ 原水供給部
１３ 邪魔板
１４ 整流リブ
１５ 押圧蓋部
１７ 不織布
Ｈ 高さ寸法
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Claims (4)
- カートリッジ本体の下流側に中空糸膜を収納する中空糸膜収納部が配設され、上記カートリッジ本体には、外周壁に水の流入用の開口孔を備えたろ材収納容器と、ろ材収納容器に挿入されて外周部に水の流入口、下流端部に水の流出口をそれぞれ備えた支持枠と、ろ材収納容器と支持枠との間に充填されるろ材とが収納され、ろ材収納容器よりも上流側に原水供給部が配設され、原水供給部からの水がろ材収納容器の外周壁から流入してろ材を通過し、さらに支持枠の外周部から流入して支持枠の流出口から中空糸膜に向って流出するようになっている浄水カートリッジにおいて、上記支持枠の流出口の近傍に、流出口からの流出水を拡散させるための邪魔板を配設したことを特徴とする浄水カートリッジ。
- 上記邪魔板にて拡散された水を放射状に整流するための整流リブを設けたことを特徴とする請求項１記載の浄水カートリッジ。
- 上記邪魔板を、ろ材収納容器の開口端部を覆ってろ材を押圧するための押圧蓋部に一体に形成すると共に、押圧蓋部の高さ寸法の範囲に邪魔板が納まるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の浄水カートリッジ。
- 上記中空糸膜の上流側の水路に不織布を配設したことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の浄水カートリッジ。
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