JP2005305204A - 浄化カートリッジ及び活性炭ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 活性炭ユニットの強度を向上させて活性炭ユニットが破損し難い浄化カートリッジ及び活性炭ユニットを提供する。
【解決手段】 中空糸膜束５及び中空糸膜束５を装填したケース４を有する中空糸膜モジュール２と、ケース４の開口８を有する端部に接続される接続部材１０、筒形状の繊維状活性炭９及び繊維状活性炭９の接続部材１０とは反対側に固定されるキャップ１１を有する活性炭ユニット３と、を備え、接続部材１０には、ケース４の開口８と繋がる貫通孔１６を設け、キャップ１１には、繊維状活性炭９の中空内部に接続部材１０に達するまで差し込まれると共に接続部材１０の貫通孔１６内へ通じる流体の流路が形成されたリブ１７を設け、キャップ１１のリブ１７の先端は、接続部材１０の貫通孔１６の周りに嵌合した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、家庭用浄水器、アルカリイオン清水器、蛇口組み込み浄水器等の家庭用や工業用の液体の浄化を行う浄化カートリッジ及び活性炭ユニットに関するものである。

特許文献１，２に開示されているように、中空糸膜部と活性炭部とを直列につなげた浄化カートリッジが知られている。このような浄化カートリッジは、浄水カートリッジとして浄水器やシャワーヘッド等に組み込まれ、活性炭、中空糸膜の順に水を通し、塩素、臭い、鉛等を濾過するものである。
特開２００２−３４６５５０号公報 特開２００３−３１１２６４号公報

上記従来の浄化カートリッジは、中空糸膜束と活性炭の寿命に差があることは考えられておらず、中空糸膜束と活性炭のどちらかの寿命が尽きると全てを一緒に交換するカートリッジとなっていたため、中空糸膜束や活性炭といった消費材の無駄が多くなってしまっていた。

このため、中空糸膜束と活性炭の寿命をそれぞれ最大限生かすように、浄化カートリッジを中空糸膜モジュールと活性炭ユニットの２つのユニットに分断することが試みられた。

この浄化カートリッジの分断の際、活性炭ユニットでは、活性炭の両側端面に樹脂製部材を接着することのみでユニット化することが考えられたが、浄化カートリッジの着脱の際に活性炭ユニットの樹脂製部材に応力が加わると、接着部が剥離して活性炭ユニットが破損する問題があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、活性炭ユニットの強度を向上させて活性炭ユニットが破損し難い浄化カートリッジ及び活性炭ユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明にあっては、以下の構成を採用する。

本発明の浄化カートリッジにあっては、中空糸膜束及び該中空糸膜束を装填したケースを有する中空糸膜モジュールと、
前記ケースの開口を有する端部に接続される接続部材、筒形状の活性炭部材及び該活性炭部材の前記接続部材とは反対側に固定されるキャップ部材を有する活性炭ユニットと、を備え、
前記接続部材には、前記ケースの前記開口と繋がる貫通孔を設け、
前記キャップ部材には、前記活性炭部材の中空内部に前記接続部材に達するまで差し込まれると共に前記接続部材の前記貫通孔内へ通じる流体の流路が形成された柱部を設け、
前記キャップ部材の前記柱部の先端は、前記接続部材の前記貫通孔の周りに嵌合したことを特徴とする。

また、本発明の活性炭ユニットにあっては、筒形状の活性炭部材、該活性炭部材の端面
に固定される端部部材及び該活性炭部材の前記端部部材とは反対側に固定されるキャップ部材を有する活性炭ユニットであって、
前記端部部材には、中心に貫通孔を設け、
前記キャップ部材には、前記活性炭部材の中空内部に前記端部部材に達するまで差し込まれると共に前記端部部材の前記貫通孔内へ通じる流体の流路が形成された柱部を設け、
前記キャップ部材の前記柱部の先端は、前記端部部材の前記貫通孔の周りに嵌合したことを特徴とする。

前記流路が前記柱部の延伸方向に延びる溝となるように、前記柱部を等配したリブで形成したことが好適である。

この構成では、キャップ部材に活性炭部材の中空内部に接続部材（又は端部部材）に達するまで差し込まれる柱部を設けたので、キャップ部材と接続部材との間にかかる過剰な応力は柱部が受け持つことになり、キャップ部材と接続部材との間の活性炭部材には過剰な応力がかからず、活性炭部材が潰れてしまうことがない。かつ、もとの活性炭部材の中空内部を利用しており、活性炭部材の収容容量を小さくすることがないので、所望の浄化性能を得ることができる。さらには、活性炭部材に内径方向の圧力がかかっても、柱部が活性炭部材を内部から支えるので、活性炭部材の内径方向の潰れも防止できる。

また、柱部には接続部材（又は端部部材）の貫通孔内へ通じる流体の流路が形成されているので、活性炭部材の中空内部を通過する浄化流体の流れを遮断してしまうことが無く、所望の浄化性能を得ることができる。

さらに、接続部材（又は端部部材）とケースとが接続された構成であるので、中空糸膜モジュールと活性炭ユニットとが容易に着脱可能であり、中空糸膜モジュールと活性炭ユニットとを別々に交換できる。このため、使用耐久による寿命が異なる中空糸膜束と活性炭部材とを、各々最適な使用期間で使用でき、無駄を省くことができる。かつ、接続部材とケースとで中空糸膜モジュールと活性炭ユニットとを接続しており、従来必要であったカートリッジ本体のような他の部材が必要なく、構成の簡略化が図れる。

そして、キャップ部材の柱部の先端は、接続部材（又は端部部材）の貫通孔の周りに嵌合しているので、機械的接合によって活性炭ユニットの強度が向上し、活性炭ユニットのキャップ部材や接続部材に応力が加わっても活性炭ユニットは破損し難い。

また、リブを等配した柱部は、柱部の延伸方向に延びる溝の流路を形成し、流路を確保することができると共に、外圧で活性炭部材が中空内部の内径方向に潰れてきてもリブがその活性炭部材を内部から支持し、活性炭部材の内径方向の潰れを防止することができる。

本発明によると、活性炭ユニットの強度が向上し、活性炭ユニットが破損し難くなる。

図１〜図５を参照して、本発明の実施の形態に係る浄化カートリッジについて説明する。図１は実施の形態に係る浄化カートリッジの断面図である。図２は実施の形態に係る中空糸膜モジュールの断面図である。図３は実施の形態に係る活性炭ユニットの断面図である。図４は実施の形態に係る接続部材の図である。図５は実施の形態に係るキャップの図である。

浄化カートリッジ１は、図１に示すように、中空糸膜モジュール２と、活性炭ユニット
３と、が組み合わされた構成である。この浄化カートリッジ１は、液路内に配置され、図示矢印のようにカートリッジ外周から供給される浄化液体（水等）を活性炭ユニット３、中空糸膜モジュール２の順に流し、浄化して中空糸膜モジュール２側の端部から排出する。

中空糸膜モジュール２は、図２に示すように、円筒形状のケース４と、ケース４内に装填されるＵ字状に折り曲げられた複数の中空糸膜からなる中空糸膜束５と、中空糸膜束５を囲う不織布６と、ケース４の活性炭ユニット３とは反対側端面で中空糸膜束５の中空内部のみが端面外部に開放するように中空糸膜束５の端部をケース４内で封止固定するポッティング部７と、ケース４の活性炭ユニット３側端面でケース４内に浄化液体を供給するための開口８と、を備える。

活性炭ユニット３は、図３に示すように、円筒形状の活性炭部材としての繊維状活性炭９と、ケース４の開口８を有する端部に接続される接続部材１０と、繊維状活性炭を挟んで接続部材１０と対向するキャップ部材としてのキャップ１１と、を備える。接続部材１０とキャップ１１は、樹脂製の部材である。

接続部材１０は、図４に示すように、概略、断面コ字状の有底円筒形状をしており（図４（ｄ）参照）、筒部１０ａと平面部１０ｂとを有する。

筒部１０ａは、中空糸膜モジュール２のケース４外周を囲む大きさとなっており、筒部１０ａ内にケース４が嵌る。筒部１０ａ内周とケース４外周との間には、ケース４外周の環状溝に配置されたシールリング１２によって密封性が保持されている。

筒部１０ａ内周とケース４外周との接続は、ねじ込み式、圧入式、超音波溶着式等を用いており、これによって中空糸膜モジュール２に活性炭ユニット３が接続される。

このように、筒部１０ａとケース４との接続は簡単なものであるので、中空糸膜モジュール２と活性炭ユニット３とが容易に着脱可能であり、中空糸膜モジュール２と活性炭ユニット３とを別々に交換できる。このため、使用耐久による寿命が異なる中空糸膜束５と繊維状活性炭９とを、各々最適な使用期間で使用でき、無駄を省くことができる。かつ、接続部材１０とケース４とで中空糸膜モジュール２と活性炭ユニット３とを接続しており、従来必要であったカートリッジ本体のような他の部材が必要なく、構成の簡略化が図れる。

また、接続部材１０の平面部１０ｂには、繊維状活性炭９に接触する表面に微小な環状突起が複数設けられており、この表面にシリコン系、ホットメルト等の接着剤を塗布して繊維状活性炭９が接合される。

この平面部１０ｂには、中心に貫通孔１６が設けられている。貫通孔１６は、ケース４の端面の開口８と繋がっている。

貫通孔１６の周りには、繊維状活性炭９の中空内部に突出た突出端部１０ｃが設けられている。

キャップ１１は、図５に示すように、平板状の円板部１１ａと、円板部１１ａの中心から繊維状活性炭９の中空内部に差し込まれて接続部材１０へ延びる柱部としてのリブ１７と、を有する。

円板部１１ａには、繊維状活性炭９に接触する表面に微小な環状突起が複数設けられて
おり、この表面にシリコン系、ホットメルト等の接着剤を塗布して繊維状活性炭９が接合される。

一方、リブ１７は、４つ等配された断面十字状であり（図５（ｃ）参照）、交差した部分を凹ませて溝１８が形成されている。このリブ１７は、先端に行く程細くなっている。さらに、リブ１７の先端の内部には、内部を空洞にする切り欠き部１９が形成されている。

すなわち、リブ１７には、溝１８と、リブ１７が先端に行く程細くなることによる空間と、リブ１７の先端内部の空洞である切り欠き部１９と、によって、繊維状活性炭９の中空内部に浄化液体の流路を形成している。このため、繊維状活性炭９を通過して中空内部に浄化液体が集まってきて、接続部材１０に近づく程流量の増加する浄化液体の流れを留めてしまうことなく流すことができ、所望の浄化性能を得ることができる。

また、リブ１７の先端には、嵌合凹部２０が形成されおり、先端が接続部材１０の貫通孔１６にガイドされ、最終的に嵌合凹部２０の部分が貫通孔１６の周りとなる突出端部１０ｃ内周に嵌合する。このように、リブ１７の先端が貫通孔１６にガイドされることで、リブ１７の先端が貫通孔１６内に位置決めされ、最終的に嵌合凹部２０が突出端部１０ｃ内周に嵌合することで、リブ１７が位置固定され、かつ、機械的接合によって接続部材１０とキャップ１１との間の接合強度が向上し、活性炭ユニット３のキャップ１１や接続部材１０に応力が加わっても活性炭ユニット３は破損し難くなる。

リブ１７は、先端に嵌合溝凹部２０が形成されており、この嵌合凹部２０が貫通孔１６周りの突出端部１０ｃに位置固定されることにより、リブ１７の貫通孔１６内への差し込み量を規制するので、リブ１７が確実にキャップ１１と接続部材１０との間にかかる過剰な応力を受け持ち、キャップ１１と接続部材１０との間の繊維状活性炭９には過剰な応力がかからず、繊維状活性炭９の潰れが防止できる。

なお、このように、リブ１７を繊維状活性炭９に差し込む構成であるので、もとの繊維状活性炭９の中空内部を利用しており、繊維状活性炭９の収容容量を小さくすることがないので、所望の浄化性能を得ることができる。さらには、繊維状活性炭９に内径方向の圧力がかかっても、リブ１７が繊維状活性炭９を内部から支えるので、繊維状活性炭９の内径方向の潰れも防止できる。

また、本実施の形態は、中空糸膜モジュール２と活性炭ユニット３からなる浄化カートリッジ１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られず、例えば活性炭ユニット３が単体で使用されるカートリッジ等の場合であっても適用できる。このように活性炭ユニット３が単体である場合には、接続部材１０は単なる端部部材となる。

本発明は、浄化カートリッジとして用いられる。また、本発明は、活性炭ユニットとしてユニット化された構成が用いられる環境であればどのような産業分野でも用いることができる。

図１は実施の形態に係る浄化カートリッジの断面図である。 図２は実施の形態に係る中空糸膜モジュールの断面図である。 図３は実施の形態に係る活性炭ユニットの断面図である。 図４は実施の形態に係る接続部材の図である。 図５は実施の形態に係るキャップの図である。

符号の説明

１ 浄化カートリッジ
２ 中空糸膜モジュール
３ 活性炭ユニット
４ ケース
５ 中空糸膜束
６ 不織布
７ ポッティング部
８ 開口
９ 繊維状活性炭
１０ 接続部材
１０ａ 筒部
１０ｂ 平面部
１０ｃ 突出端部
１１ キャップ
１２ シールリング
１６ 貫通孔
１７ リブ
１８ 溝
１９ 切り欠き部
２０ 嵌合凹部

Claims (4)

1. 中空糸膜束及び該中空糸膜束を装填したケースを有する中空糸膜モジュールと、
   前記ケースの開口を有する端部に接続される接続部材、筒形状の活性炭部材及び該活性炭部材の前記接続部材とは反対側に固定されるキャップ部材を有する活性炭ユニットと、を備え、
   前記接続部材には、前記ケースの前記開口と繋がる貫通孔を設け、
   前記キャップ部材には、前記活性炭部材の中空内部に前記接続部材に達するまで差し込まれると共に前記接続部材の前記貫通孔内へ通じる流体の流路が形成された柱部を設け、
   前記キャップ部材の前記柱部の先端は、前記接続部材の前記貫通孔の周りに嵌合したことを特徴とする浄化カートリッジ。
2. 前記流路が前記柱部の延伸方向に延びる溝となるように、前記柱部を等配したリブで形成したことを特徴とする請求項１に記載の浄化カートリッジ。
3. 筒形状の活性炭部材、該活性炭部材の端面に固定される端部部材及び該活性炭部材の前記端部部材とは反対側に固定されるキャップ部材を有する活性炭ユニットであって、
   前記端部部材には、中心に貫通孔を設け、
   前記キャップ部材には、前記活性炭部材の中空内部に前記端部部材に達するまで差し込まれると共に前記端部部材の前記貫通孔内へ通じる流体の流路が形成された柱部を設け、
   前記キャップ部材の前記柱部の先端は、前記端部部材の前記貫通孔の周りに嵌合したことを特徴とする活性炭ユニット。
4. 前記流路が前記柱部の延伸方向に延びる溝となるように、前記柱部を等配したリブで形成したことを特徴とする請求項３に記載の活性炭ユニット。

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