JP2006095465A - 浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 デットスペースを有効利用することにより、装置の小型化を図った浄化装置を提供する。
【解決手段】 円筒状のケース２１内に、複数の中空糸膜２２がＵ字状に折り曲げられた状態で装填された中空糸膜モジュール２０と、中空糸膜モジュール２０の一端部に取り付けられる活性炭カートリッジ１０と、を備える浄化装置１において、活性炭カートリッジ１０には、中空糸膜モジュール２０に対して、複数の中空糸膜２２がＵ字状に折り曲げられた湾曲部Ｗの周囲とケース２１の内壁面との間のスペースに入り込む環状の凸部１２ａが設けられており、この凸部１２ａの外壁面とケース２１の内壁面との間の環状隙間に、中空糸膜モジュール２０と活性炭カートリッジ１０との接続部からの流体の漏れを防止するシールリング３０が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、活性炭カートリッジと中空糸膜モジュールを有する浄化装置に関するものである。

家庭用の浄水器やアルカリ清水器などに用いられる浄化装置として、活性炭カートリッジと中空糸膜モジュールを有するものが知られている。この種の浄化装置について、図９を参照して説明する。図９は従来例に係る浄化装置の模式的断面図である。

図示のように、浄化装置１００は、活性炭カートリッジ１１０と、中空糸膜モジュール１２０とを備えている。そして、中空糸膜モジュール１２０のケース１２１の外壁面側に、活性炭カートリッジ１１０の一端側のキャップ（支持部材）１１１に設けられた筒部が嵌着されることにより、これら活性炭カートリッジ１１０と中空糸膜モジュール１２０は接続されている。また、中空糸膜モジュール１２０のケース１２１の外壁面と活性炭カートリッジ１１０のキャップ１１１に設けられた筒部の内壁面との間の環状隙間に、シールリング１３０が設けられている。このシールリング１３０によって、活性炭カートリッジ１１０と中空糸膜モジュール１２０との接続部からの流体の漏れを防止している。

ここで、上記シールリング１３０は、中空糸膜モジュール１２０のケース１２１の外壁面側に設けられた環状溝１２１ａに装着される。そのため、このような構成を採用するためには、ケース１２１における活性炭カートリッジ１１０との接続部分付近の肉厚を、少なくとも当該環状溝１２１ａを設ける分だけ厚くする必要がある。従って、活性炭カートリッジ１１０と中空糸膜モジュール１２０との接続部付近が太くなってしまう傾向にある。なお、ケース１２１の外壁面側に嵌着されるキャップ１１１の筒部にシールリング１３０を装着するための環状溝を設けたとしても、その分だけ当該筒部の肉厚を厚くしなければならない。従って、活性炭カートリッジ１１０と中空糸膜モジュール１２０との接続部付近が太くなってしまうことに変わりはない。なお、その他、関連する技術として、特許文献１，２に開示されたものがある。
特開２００２−３４６５５０号公報 特開２００３−３１１２６４号公報

上記の通り、活性炭カートリッジと中空糸膜モジュールとの接続部付近が太くなってしまうため、浄化装置の小型化を妨げる一因となっていた。

本発明の目的は、デットスペースを有効利用することにより、装置の小型化を図った浄化装置を提供することにある。

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。

すなわち、本発明の浄化装置は、
筒状のケース内に、複数の中空糸膜が折り曲げられた状態で装填された中空糸膜モジュールと、
前記中空糸膜モジュールの一端部に取り付けられる活性炭カートリッジと、を備える浄化装置において、
前記活性炭カートリッジには、前記中空糸膜モジュールに対して、複数の中空糸膜が折り曲げられた湾曲部の周囲と前記ケースの内壁面との間のスペースに入り込む環状の凸部が設けられており、
この凸部の外壁面と前記ケースの内壁面との間の環状隙間に、中空糸膜モジュールと活性炭カートリッジとの接続部からの流体の漏れを防止するシール部材が設けられていることを特徴とする。

つまり、筒状のケース内に、複数の中空糸膜が折り曲げられた状態で装填される場合には、図９に示すように、複数の中空糸膜が折り曲げられた湾曲部Ｗの周囲とケース１２１の内壁面との間に隙間が生じる。この隙間は、一般的には、デッドスペースＳとなる。

本発明の構成を採用した場合、このデッドスペースに、活性炭カートリッジ側に設けられた環状の凸部が入り込み、この凸部の外壁面とケースの内壁面との間の環状隙間にシール部材が設けられる。これにより、シール部材は、一般的にはデッドスペースとなる領域に配置されることになる。このようにデッドスペースを有効利用することができる。従って、活性炭カートリッジと中空糸膜モジュールとの接続付近を細くすることができ、装置の小型化を図ることができる。

前記シール部材は、前記凸部の外壁面側に設けられた環状溝に装着されているとよい。

前記中空糸膜モジュールと活性炭カートリッジは着脱自在に構成されているとよい。

これにより、中空糸膜モジュール及び活性炭カートリッジのうちの一方のみを簡単に交換することができる。

前記中空糸膜モジュールのケース、及び前記活性炭カートリッジにおける前記凸部を含む部材の材料として、熱変形温度が１００℃以上の耐熱性アクリルニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂が用いられるとよい。

これにより、温水を通水することが可能となる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、デットスペースを有効利用することにより、装置の小型化を図ることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例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。

図１〜図７を参照して、本発明の実施例１に係る浄化装置について説明する。図１は本発明の実施例１に係る浄化装置の模式的断面図である。図２は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第１支持部材の正面図である。図３は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第１支持部材の底面図である。図４は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第２支持部材の底面図である。図５は本発明の実施例１に係る浄化
装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第２支持部材の側面図である。なお、図５は図４中矢印Ｐ方向から見た図に相当する。図６は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第２支持部材の平面図である。図７は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第２支持部材の断面図である。なお、図７は図４中のＡＡ断面図である。

＜浄化装置全体の説明＞
特に、図１を参照して、本発明の実施例１に係る浄化装置全体について説明する。本発明の実施例１に係る浄化装置１は、例えば、不図示の浄水器等に対して、交換可能に構成されるものである。すなわち、浄化装置１は、浄水器等に対して、装着されて用いられ、寿命に達したら取り外される。ここで、本実施例に係る浄化装置１は、活性炭カートリッジ１０と、中空糸膜モジュール２０と、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０との接続部からの液体の漏れを防止するシールリング３０とを備えている。なお、シールリング３０は、外部の液体等が、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０との接続部から侵入することを防止する機能も発揮する。

そして、活性炭カートリッジ１０は中空糸膜モジュール２０に対して着脱自在に構成されている。そのため、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０のうち、一方のみを新しいものに交換することが可能である。

このように構成された浄化装置１においては、浄化対象液は、まず、活性炭カートリッジ１０に送られる。すなわち、図１中の矢印に示すように、活性炭カートリッジ１０の外側から内側に向かって送られる。浄化対象液が活性炭カートリッジ１０内を流れていく過程で、浄化対象液中の残留塩素，トリハロメタン，有機不純物などが活性炭に吸着される。その後、浄化対象液は、中空糸膜モジュール２０に送られる。そして、浄化対象液が中空糸膜モジュール２０内を流れていく過程で、浄化対象液中の微粒子が中空糸膜により濾過される。このように、浄化対象液は、活性炭による吸着作用と、中空糸膜による濾過作用によって浄化される。

＜活性炭カートリッジ＞
図１〜図７を参照して、活性炭カートリッジ１０について更に詳しく説明する。活性炭カートリッジ１０は、円筒状の繊維状活性炭１３と、繊維状活性炭１３を支持する第１支持部材１１及び第２支持部材１２とを備えている。

まず、特に、図１〜図３を参照して、第１支持部材１１について説明する。第１支持部材１１は、繊維状活性炭１３の一端を閉塞すると共に、繊維状活性炭１３の一端側を支持する機能と、円筒状の繊維状活性炭１３の筒内部から繊維状活性炭１３を支持する機能とを備えている。

より具体的には、第１支持部材１１は、円形の平板部１１ａと、平板部１１ａの中央に一端が接続された芯部１１ｂとを備えている。そして、平板部１１ａによって、繊維状活性炭１３の一端を閉塞すると共に、繊維状活性炭１３の一端側を支持する。また、芯部１１ｂによって、円筒状の繊維状活性炭１３の筒内部から繊維状活性炭１３を支持する。芯部１１ｂは、４枚の板状部から構成されており、底から見ると十字を形成している。そして、これら４枚の板状部は平板部１１ａ側の端部から先端付近までは互いに繋がっており、先端付近では互いに分かれるように構成されている。これにより、芯部１１ｂの先端付近には開口部１１ｃが形成されている。この開口部１１ｃを設けたことにより、浄化対象液が、活性炭カートリッジ１０側から中空糸膜モジュール２０側に流れていくことができる（図１参照）。また、芯部１１ｂにおける４枚の板状部には、それぞれ先端付近に、第１係合爪部１１ｄが設けられている。更に、平板部１１ａの表面には、繊維状活性炭１３
との接着性を高めるための複数の環状溝１１ｅが設けられている。

次に、特に、図１、及び図４〜図７を参照して、第２支持部材１２について説明する。第２支持部材１２は、繊維状活性炭１３の他端を閉塞すると共に、繊維状活性炭１３の他端側を支持する機能と、活性炭カートリッジ１０を中空糸膜モジュール２０に着脱自在に接続させる機能とを備えている。

より具体的には、第２支持部材１２には、中空糸膜モジュール２０のケース２１の内部に入り込む環状の凸部１２ａと、ケース２１の外壁面側に嵌着させる円筒部１２ｂと、凸部１２ａと円筒部１２ｂとの間の環状溝１２ｃと、第１支持部材１１に設けられた第１係合爪部１１ｄと係合する第２係合爪部１２ｄと、繊維状活性炭１３との接着性を高めるための複数の環状溝１２ｅと、活性炭カートリッジ１０側から中空糸膜モジュール２０側に浄化対象液を導くための開口部１２ｆとを備えている。

凸部１２ａは、内壁面側は中空糸膜モジュール２０側に向かって拡径するテーパ面で構成されている。また、凸部１２ａの外壁面側は円柱面で構成されている。これにより、凸部１２ａの外壁面と円筒部１２ｂの内壁面との間に、円筒状の環状溝１２ｃが形成される。この環状溝１２ｃ内に、中空糸膜モジュール２０のケース２１の先端部２１ａが嵌め込まれる。また、凸部１２ａの外壁面側には、シールリング３０が装着される装着溝１２ｇが設けられている。

第２係合爪部１２ｄは、開口部１２ｆの開口端部から中空糸膜モジュール２０とは反対側に向かって突き出るように構成されている。そして、この第２係合爪部１２ｄは、略円筒状で構成されており、その先端側に、内側に向かって突出する突出部が設けられている。一方、上述した第１支持部材１１に設けられた第１係合爪部１１ｄには、その先端側に、外側に向かって突出する突出部が設けられている。このような構成により、第１係合爪部１１ｄを略円筒状の第２係合爪部１２ｄの筒内に差し込むことによって、各係合爪部の先端の突出部同士が係合する。これにより、第１支持部材１１と第２支持部材１２が接続される。なお、第１支持部材１１と第２支持部材１２を接続した状態においても、第１支持部材１１側に設けられた開口部１１ｃと、第２支持部材１２に設けられた開口部１２ｆによって、活性炭カートリッジ１０側から中空糸膜モジュール２０側に向かう浄化対象液の流路が確保される。

円筒状の繊維状活性炭１３は、その筒内部に、第１支持部材１１の芯部１１ｂが挿通されるように配置される。そして、繊維状活性炭１３の一端は、第１支持部材１１側の平板部１１ａに接着により固定され、他端は第２支持部材１２側に接着により固定される。なお、第１支持部材１１及び第２支持部材１２には、いずれも繊維状活性炭１３が接着される接着面に、複数の環状溝１１ｅ及び複数の環状溝１２ｅが設けられている。従って、繊維状活性炭１３はいずれに対しても好適に接着される。

＜中空糸膜モジュール＞
図１を参照して、中空糸膜モジュール２０について更に詳しく説明する。中空糸膜モジュール２０は、略円筒状のケース２１と、ケース２１内に装填される複数の中空糸膜２２と、複数の中空糸膜２２を束にして外側から覆う不織布２３と、複数の中空糸膜２２の両端部をケース２１の端部で封止固定するポッティング部２４と、ケース２１の外壁面側に設けられた環状溝２１ｃに装着されるＯリング２５とを備えている。

複数の中空糸膜２２は、Ｕ字状に折り曲げられた状態で、ケース２１内に装填されており、その両端部がケース２１の端部でポッティング剤によって封止固定されている（ポッティング部２４）。ただし、複数の中空糸膜２２の両端部は、中空内部のみが外部に開放
されるように、複数の中空糸膜２２の外壁面間と、中空糸膜２２の外壁面とケース２１の内壁面との間がポッティング剤によって封止されている。従って、中空糸膜２２によって濾過された液体は、中空内部を通って、ポッティング部２４の端面側から排出される（図１中矢印参照）。なお、浄化対象液が中空糸膜２２の外壁面側から中空内部に向かって浸透していく過程で、浄化対象液中の微粒子が中空糸膜２２の膜によって除去される。

Ｏリング２５は、中空糸膜モジュール２０のケース２１の外壁面側を封止するために設けられている。これにより、本実施例に係る浄化装置１が浄水器等に装着されて使用する場合において、浄化対象液が、中空糸膜モジュール２０のケース２１の外壁面側から流れて、浄化した液体と混ざってしまうことを防止できる。

＜活性炭カートリッジと中空糸膜モジュールの接続構成＞
本実施例においては、活性炭カートリッジ１０に設けられた第２支持部材１２の凸部１２ａを、中空糸膜モジュール２０のケース２１の内部に嵌め込むようにして、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０を接続させる。これにより、第２支持部材１２の環状溝１２ｃ内に、中空糸膜モジュール２０のケース２１の先端部２１ａが嵌め込まれる。このようにして、本実施例の場合には、凸部１２ａの外壁面とケース２１の内壁面との間の嵌着力と、ケース２１の外壁面と第２支持部材１２の円筒部１２ｂの内壁面との間の嵌着力によって、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０を固定することができる。また、本実施例においては、中空糸膜モジュール２０に備えられる第２支持部材１２の円筒部１２ｂには、２箇所において、中空糸膜モジュール２０側に突出する突出部１２ｈが設けられている。そして、この突出部１２ｈには開口部１２ｉが設けられている。一方、中空糸膜モジュール２０に備えられるケース２１には、上記開口部１２ｉに係合する係合突起２１ｂが設けられている。これにより、活性炭カートリッジ１０を中空糸膜モジュール２０に対して嵌め込むと、係合突起２１ｂが開口部１２ｉに係合する。従って、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０を確実に接続することができ。そして、係合突起２１ｂを押し込むことで、開口部１２ｉに対する係合を解除しつつ、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０を、上記の嵌着力の総和よりも大きな力で引っ張ることにより、活性炭カートリッジ１０を中空糸膜モジュール２０から簡単に取り外すことができる。従って、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０のうちの一方を新しいものと交換することが可能である。

＜本実施例に係る浄化装置の優れた点＞
上述したように、略円筒状のケース２１内に、複数の中空糸膜２２がＵ字状に折り曲げられた状態で装填される場合には、複数の中空糸膜２２が折り曲げられた湾曲部Ｗの周囲と、ケース２１の内壁面との間に隙間が生じる。この隙間は、一般的には、デッドスペースＳとなる。

本実施例では、このデッドスペースＳ内に、活性炭カートリッジ１０における第２支持部材１２に設けられた環状の凸部１２ａが入り込むように構成した。そして、この凸部１２ａの外壁面側に設けられた装着溝１２ｇに、シールリング３０が装着されるように構成した。これにより、シールリング３０は、一般的にはデッドスペースＳとなる領域に配置されることになり、デッドスペースＳを有効に利用することができる。従って、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０との接続付近を細くすることができ、装置の小型化を図ることができる。なお、本実施例では、複数の中空糸膜をＵ字状に折り曲げられる場合を示したが、折り曲げ方はＵ字状に限定される訳ではない。Ｕ字状以外の折り曲げ方でも折り曲げられた部分の周囲にデッドスペースができるタイプのものに対して、本実施例の場合と同様の構成を適用可能である。

また、本実施例においては、活性炭カートリッジ１０における第１支持部材１１，第２
支持部材１２、及び中空糸膜モジュール２０のケース２１の材料として、熱変形温度が１００℃以上の耐熱性アクリルニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）を採用した。従って、例えば、８５℃程度の温水を通水することが可能となる。

図８には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、活性炭カートリッジにおける第２支持部材に、中空糸膜モジュールのケースの内部に入り込む環状の凸部の他に、ケースの外壁面側に嵌着させる円筒部を設ける構成を示した。しかしながら、環状の凸部のみでも、この凸部をケースの内壁面に嵌着させることによって、活性炭カートリッジと中空糸膜モジュールを接続することができる。本実施例においては、第２支持部材に設けられた環状の凸部のみで、活性炭カートリッジと中空糸膜モジュールを接続させる構成を示す。

図８は本発明の実施例２に係る浄化装置の模式的断面図の一部である。なお、図８は、上記実施例１で説明した図１において、浄化カートリッジと中空糸膜モジュールの接続部付近を拡大した図に相当する。浄化カートリッジと中空糸膜モジュールの接続部以外の構成については、上記実施例１で説明した構成と同一であるので、その説明は省略する。

図示のように、本実施例に係る第２支持部材４０は、上記実施例１の場合と同様に、繊維状活性炭１３の他端を閉塞すると共に、繊維状活性炭１３の他端側を支持する機能と、活性炭カートリッジ１０を中空糸膜モジュール２０に着脱自在に接続させる機能とを備えている。

そして、本実施例においては、第２支持部材４０には、中空糸膜モジュール２０のケース５０の内部に入り込む環状の凸部４１が設けられているが、ケース５０の外壁面側に嵌着させる円筒部は設けられていない。この円筒部が設けられていない点を除けば、上記実施例１における第２支持部材１２と同様の構成である。

本実施例の場合には、凸部４１の外壁面とケース５０の内壁面との間の嵌着力によって、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０を固定させている。凸部４１の外壁面側に装着溝４２を設けて、この装着溝４２にシールリング６０を装着させる点については、上記実施例１の場合と同一である。

本実施例の場合には、第２支持部材４０の構造を、上記実施例１の場合に比べて、簡易化することができる。従って、凸部４１の外壁面とケース５０の内壁面との間の嵌着力だけでも、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０を固定させる力を得ることができる場合には有効である。また、本実施例の場合には、ケース５０の外壁面側に嵌着させる円筒部を設けていない分だけ、活性炭カートリッジ１０と中空糸膜モジュール２０との接続付近を、上記実施例１の場合に比べて細くすることができる。

図１は本発明の実施例１に係る浄化装置の模式的断面図である。 図２は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第１支持部材の正面図である。 図３は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第１支持部材の底面図である。 図４は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第２支持部材の底面図である。 図５は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第２支持部材の側面図である。 図６は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第２支持部材の平面図である。 図７は本発明の実施例１に係る浄化装置に設けられた活性炭カートリッジに備えられる第２支持部材の断面図である。 図８は本発明の実施例２に係る浄化装置の模式的断面図の一部である。 図９は従来例に係る浄化装置の模式的断面図である。

符号の説明

１ 浄化装置
１０ 活性炭カートリッジ
１１ 第１支持部材
１１ａ 平板部
１１ｂ 芯部
１１ｃ 開口部
１１ｄ 第１係合爪部
１１ｅ 環状溝
１２ 第２支持部材
１２ａ 凸部
１２ｂ 円筒部
１２ｃ 環状溝
１２ｄ 第２係合爪部
１２ｅ 環状溝
１２ｆ 開口部
１２ｇ 装着溝
１２ｈ 突出部
１２ｉ 開口部
１３ 繊維状活性炭
２０ 中空糸膜モジュール
２１ ケース
２１ａ 先端
２１ｂ 係合突起
２１ｃ 環状溝
２２ 中空糸膜
２３ 不織布
２４ ポッティング部
２５ Ｏリング
３０ シールリング
４０ 第２支持部材
４１ 凸部
４２ 装着溝
５０ ケース
６０ シールリング
Ｓ デッドスペース
Ｗ 湾曲部

Claims (4)

1. 筒状のケース内に、複数の中空糸膜が折り曲げられた状態で装填された中空糸膜モジュールと、
   前記中空糸膜モジュールの一端部に取り付けられる活性炭カートリッジと、を備える浄化装置において、
   前記活性炭カートリッジには、前記中空糸膜モジュールに対して、複数の中空糸膜が折り曲げられた湾曲部の周囲と前記ケースの内壁面との間のスペースに入り込む環状の凸部が設けられており、
   この凸部の外壁面と前記ケースの内壁面との間の環状隙間に、中空糸膜モジュールと活性炭カートリッジとの接続部からの流体の漏れを防止するシール部材が設けられていることを特徴とする浄化装置。
2. 前記シール部材は、前記凸部の外壁面側に設けられた環状溝に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
3. 前記活性炭カートリッジは中空糸膜モジュールに対して着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の浄化装置。
4. 前記中空糸膜モジュールのケース、及び前記活性炭カートリッジにおける前記凸部を含む部材の材料として、熱変形温度が１００℃以上の耐熱性アクリルニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂が用いられることを特徴とする請求項１，２または３に記載の浄化装置。

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