JP2010184198A - セラミックフィルタ接続体及び浄水カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】長尺であっても、耐衝撃性に優れ、しかもセラミックフィルタの継ぎ目の漏水が防止されたセラミックフィルタ接続体と、このセラミックフィルタ接続体を用いた浄水カートリッジを提供する。
【解決手段】セラミックフィルタ４１は、多孔質セラミックよりなる中心筒体４１ａと、この中心筒体４１ａの外周面に一体化された珪藻土焼結体層４１ｂとを有する。セラミックフィルタ４１の端部外周に溝４１ｃが設けられている。セラミックフィルタ４１同士をパッキン４３を介して継ぎ足してセラミックフィルタ接続体４０とする。このセラミックフィルタ接続体４０を浄水カートリッジに組み込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、水道水などの原水を濾過するためのセラミックフィルタ接続体と、このセラミックフィルタ接続体を用いた浄水カートリッジに関する。

水道水中には微細な砂、赤錆等濁りのもととなる成分や、殺菌用の塩素に起因するカルキ臭成分等が含まれている。

そこで、水道水（原水）を活性炭等で濾過する浄水カートリッジが広く用いられている。

従来、かかる浄水カートリッジとして、円筒形のケース内に円筒形のセラミックフィルタが配置され、該ケースの内周面に沿って円筒形のスペーサ部材が配置され、セラミックフィルタとスペーサ部材との間に活性炭が配置されたものがある（特開２００７−１６７７４２号公報）。

同号公報のスペーサ部材は、円筒形の格子と、この格子に取り付けられた細目のメッシュとを有している。この円筒形の格子は、ケース内周面から所定距離だけ離隔しており、格子とケース内周面との間に通水間隙があいている。水は、この通水間隙から粒状活性炭層に流入し、セラミックフィルタを通って浄水となり、ケース外へ取り出される。

特開平５−２５３４５１の００６２〜００６５，００７２段落には、セラミックフィルタの端面同士の間にパッキンを介在させてセラミックフィルタを突き合わせて接続することが記載されている。

特開２００７−１６７７４２号公報 特開平５−２５３４５１号公報

従来のセラミックフィルタを備えた浄水カートリッジにあっては、床に落したりして衝撃が加えられたときにセラミックフィルタが割れるおそれがあり、特にセラミックフィルタが長尺になると割れ易いものとなる。

上記特開平５−２５３４５１のようにパッキンを介してセラミックフィルタの端面同士を突き合わせた場合、パッキンがずれ動いて継ぎ目から漏水が生じるおそれがある。

本発明は、長尺であっても、耐衝撃性に優れ、しかもセラミックフィルタの継ぎ目の漏水が防止されたセラミックフィルタ接続体と、このセラミックフィルタ接続体を用いた浄水カートリッジを提供することを目的とする。

請求項１のセラミックフィルタ接続体は、筒状のセラミックフィルタ同士をパッキンを介して同軸的に接続したセラミックフィルタ接続体において、該セラミックフィルタの端部に該パッキンの係合部を設け、該パッキンを該係合部に係合させたことを特徴とするものである。

請求項２のセラミックフィルタ接続体は、請求項１において、該係合部は、該セラミックフィルタの端部の外周側の角縁を周回する溝であることを特徴とするものである。

請求項３のセラミックフィルタ接続体は、請求項２において、該セラミックフィルタは、セラミックの多孔質焼結体よりなる中心筒体と、該中心筒体の外周に固着された珪藻土の焼結体層とを備えており、該珪藻土焼結体層が該中心筒体の端部から所定距離後退しており、該珪藻土焼結体層の端面と該中心筒体の外周面とによって前記溝が構成されていることを特徴とするものである。

請求項４のセラミックフィルタ接続体は、請求項３において、前記珪藻土焼結体層の端面が前記セラミックフィルタの軸心に対し略垂直であることを特徴とするものである。

請求項５のセラミックフィルタ接続体は、請求項１ないし４のいずれか１項において、該セラミックフィルタの係合部に接着剤が塗布されていることを特徴とするものである。

請求項６のセラミックフィルタ接続体は、請求項５において、該パッキンが透光性を有しかつ前記接着剤が着色されていることを特徴とするものである。

請求項７の浄水カートリッジは、筒状のケースと、該ケース内に配置された濾材と、を備え、該ケース内に導入された原水が該濾材を透過し浄水となる浄水カートリッジにおいて、前記濾材は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセラミックフィルタ接続体と、該セラミックフィルタ接続体の周囲に配置された活性炭とを備えており、原水は該活性炭を透過した後、該セラミックフィルタを透過して浄水となることを特徴とするものである。

本発明のセラミックフィルタ接続体は、セラミックフィルタをパッキンを介して継いだものであり、長尺とすることができる。しかも、セラミックフィルタ同士の間にパッキンが介在されているので、衝撃が加えられても衝撃がパッキンによって吸収されるようになり、割れにくくなる。このパッキンは、セラミックフィルタの端部に設けた係合部に係合されているので、パッキンがずれ動いたりすることがなく、漏水が防止される。

請求項２のように、係合部をセラミックフィルタの端部の外周側の角縁に設けた場合、パッキンの装着状況を目視によって確認することができる。

請求項３のセラミックフィルタ接続体のセラミックフィルタは、中心筒体がセラミックフィルタの強度を高め、珪藻土焼結体層が微細粒子を濾別する作用を奏するので、強度及び濾過性能に優れたものとなる。

また、このセラミックフィルタは、例えば中心筒体を成形及び焼成して製作した後、その外周に珪藻土焼結体層を形成することにより製造することができる。この際、珪藻土焼結体層を中心筒体よりも短く形成することにより、セラミックフィルタの端部の外周角縁に溝を形成することができるので、セラミックフィルタの製作が容易となる。

請求項４のセラミックフィルタ接続体は、珪藻土焼結体層の端面がセラミックフィルタの軸心に対し略垂直であるので、パッキンを介してセラミックフィルタ同士を突き合わせたときにパッキンが該珪藻土焼結体層の端面に押し付けられて密着するようになり、セラミックフィルタ同士の継ぎ目の止水性が良好となる。

請求項５のセラミックフィルタ接続体は、セラミックフィルタとパッキンの間に接着剤が塗布されているため、接続がより強固になり、かつ接続部の漏水防止が確実になる。

請求項６のセラミックフィルタ接続体は、パッキンが透光性を有しかつ接着剤が着色されているため、接着剤が接続部全体に塗布されていることを目視でも確認できるため、セラミックフィルタ接続体の接続部の漏水防止を、特別な検体装置を使わなくても確認できる。

本発明の浄水カートリッジは、かかる本発明のセラミックフィルタ接続体を備えたものであり、床に落すなどの衝撃が加えられてもセラミックフィルタ接続体の割れが防止され、耐久性に優れる。

実施の形態に係る浄水カートリッジの縦断面図である。 袋材及び粒状活性炭を除去した浄水カートリッジの縦断面図である。 セラミックフィルタ接続体の側面図及び断面図である。 セラミックフィルタ接続体の断面図である。 セラミックフィルタの断面図である。 別の実施の形態に係るセラミックフィルタの断面図である。 さらに別の実施の形態に係るセラミックフィルタの断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

＜浄水カートリッジ及びセラミックフィルタ接続体の実施の形態＞
第１図は実施の形態に係る浄水カートリッジの縦断面図、第２図は説明の便宜上、袋材及び粒状活性炭並びに押え部材８１，８２を除去した浄水カートリッジの縦断面図、第３図（ａ）はセラミックフィルタ接続体の途中部分の側面図、（ｂ）図はその縦断面図、第４図（ａ）は第３図（ｂ）の部分拡大図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。第５図はセラミックフィルタの端部の縦断面図である。

なお、以下の実施の形態の説明において、上下は第１図の上下を指称するものである。この浄水カートリッジ１の設置姿勢は何ら限定されるものではなく、キッチンキャビネット等に配置されたケース１０の筒軸心方向は、鉛直方向、水平方向、斜め方向のいずれでもよい。

この浄水カートリッジ１は、ケース１０と、該ケース１０に装着されたキャップ２０と、ケース１０の内周面に沿うスペーサ部材３０と、ケース１０の中心部に配置されたセラミックフィルタ接続体４０と、該セラミックフィルタ接続体４０の外周囲に配置された成形濾材４２と、成形濾材４２を取り囲むように袋材５０内に充填された粒状活性炭６０と、ケース１０の上端側に配置された孔あき板７０と、該孔あき板７０とセラミックフィルタ接続体４０との間に介在する押え部材８１，８２等を備えている。

ケース１０は、円筒形の胴部１１と、該胴部１１の底面を閉塞する底面部１２とを有した有底円筒形である。底面部１２の中央部は、ケース内に球殻形に湾曲して突出した湾曲部１２ａとなっている。ケース１０内においては、この湾曲部１２ａの周縁部から環状壁１３が立設されている。この環状壁１３の直径は成形濾材４２の外径よりも若干大きなものとなっている。

ケース１０の上部外周面には雄ねじ１５が設けられている。雄ねじ１５よりも上端側のケース１０外周面にはＯリング溝が周設され、Ｏリング溝にＯリング１６が装着されている。雄ねじ１５の下側にフランジ１７が設けられている。

キャップ２０は、ケース１０の上端側を閉蓋するためのものであり、円形の天蓋部２１と、この天蓋部２１の周縁に連なる周壁部２２と、この周壁部２２の内周面の下部に設けられた雌ねじ２３と、天蓋部２１の中央部から立設されたノズル状の流出口２５と、該流出口２５と天蓋部２１の周縁との間において該天蓋部２１から立設されたノズル状の流入口２４と、流出口２５と同軸に天蓋部２１の下面から突設されたジョイント筒部２６と、前記周壁部２２の内周面の上部に設けられた段部２７とを備えている。この段部２７に孔あき板７０の外周縁が重なるように構成されている。孔あき板７０と天蓋部２１との間に流入室２８が形成されている。

スペーサ部材３０は、ポリプロピレン等の熱可塑性合成樹脂の縦糸と横糸とを直交編目状に編組し、交点を熱融着させたシート状の原材を湾曲させたものである。

この合成樹脂製のスペーサ部材３０をケース１０内に挿入し、スペーサ部材３０から手を離すと、スペーサ部材３０は、それ自身の弾性によって拡開し、ケース１０の内周面に当接する。

セラミックフィルタ接続体４０は、２本の管状のセラミックフィルタ４１をパッキン４３を介して当接させて継ぎ足したものである。

このセラミックフィルタ４１の構成について第３図〜第５図を参照して詳細に説明する。

このセラミックフィルタ４１は、多孔質セラミック焼結体よりなる中心筒体４１ａと、この中心筒体４１ａの外周に一体に設けられた珪藻土焼結体層４１ｂとを有する。中心筒体４１ａの長さは珪藻土焼結体層４１ｂよりも若干長く、珪藻土焼結体層４１ｂの端面が中心筒体４１ａの端面から所定距離筒軸心方向に後退している。これにより、セラミックフィルタ４１の端部の外周側の角縁に、珪藻土焼結体層４１ｂの端面と中心筒体４１ａの先端部外周面とを溝面とする溝４１ｃが形成されている。なお、溝４１ｃは、セラミックフィルタ４１の両端に形成されていることが好ましいが、セラミックフィルタを２本のみ継ぎ足すときにはセラミックフィルタの一端にのみ溝４１ｃを設けてもよい。

この溝４１ｃにゴム又はエラストマー等（好ましくはシリコーンゴム）よりなるパッキン４３を係合させ、セラミックフィルタ４１同士を突き合わせる。パッキン４３は、短い円筒形であり、各セラミックフィルタ４１の中心筒体４１ａの外周面よりなる溝面と焼結体層珪藻土４１ｂの端面よりなる溝面の双方に密着する大きさを有している。なお、焼結体層珪藻土４１ｂの端面は、セラミックフィルタ４０の筒軸心に対し、略垂直（９０°±５°）となっている。そのため、パッキン４３の端面は焼結体層珪藻土４１ｂの端面に水密的に密着する。この部分に接着剤９０を塗布すると、接続がより強固になるとともに、水漏れ防止がより確実になる。

このセラミックフィルタ４１の接続体４０は、セラミックフィルタ４１同士の間にパッキン４３が介在しているので、耐衝撃性に優れ、浄水カートリッジ１を床に落したりしても割れることがない。

上記セラミックフィルタ４１の中心筒体４１ａは、例えば次の組成のセラミック原料を混合、粉砕したものを円筒形に成形し、１２００〜１３５０℃程度で焼成することにより製造することができる。

蝋石 ６０〜７５重量％
石灰石 １５〜２５重量％
粘土 ５〜１５重量％

また、焼結体層珪藻土４１ｂは、この中心筒体４１ａの外周面に珪藻土を付着させ、１２００〜１３００℃で焼成して形成することができる。

中心筒体４１ａの外径は５〜１０ｍｍ、肉厚（（外径−内径）の１／２）は１〜２．２ｍｍ程度が好適である。また、珪藻土焼結体層４１ｂの厚みは１．０〜３．０ｍｍ程度が好適である。ただし、これに限定されない。

このセラミックフィルタ４１を取り巻く円筒形の成形濾材４２は、この実施の形態では、円筒形に成形された活性炭（例えば活性炭素繊維）よりなるが、これに限定されない。成形濾材の厚さ（（外径−内径）の１／２）は通常５〜２０ｍｍ程度である。

セラミックフィルタ４１の外周面を構成する珪藻土焼結体層４１ｂは、微細な活性炭屑が中心筒体４１ａに流入しないようにするためのものである。また、図示は省略するが、成形濾材４２の外周には不織布が巻回され、成形濾材４２の欠損や崩落等を防止するよう構成している。

成形濾材４２の上端面及び下端面にはそれぞれ合成樹脂製のエンドプレート５３，５４が接着されている。

第２図に明示の通り、各エンドプレート５３，５４の中心部には円形の開口が設けられており、この開口に管状セラミックフィルタ４１の端部が臨んでいる。各エンドプレート５３，５４の内周縁とセラミックフィルタ４１の端部との間にはシール剤５５が充填されている。またエンドプレート５３，５４の外周縁と成形濾材４２の外周縁部との間にシール剤５６が充填されている。

なお、上側のエンドプレート５３からジョイント筒部５７が立設され、このジョイント筒部５７の上端部の外周にＯリングが装着されている。

エンドプレート５４の下面側の中心部にシール材５９が付着され、エンドプレート５４の開口及びセラミックフィルタ４１の下端面部を閉塞している。なお、エンドプレート５４は、開口部のない円板とすることもできる。この場合には、シール材５９を付着する必要がない。

袋材５０は、ポリプロピレン等の合成樹脂繊維の不織布よりなるものであり、平たく延した状態では、一辺のみが開放した長方形状のものである。この袋材５０は、ケース１０内で円筒形に拡開させた状態において、ケース１０の底面部１２及びスペーサ部材３０の内周面に重なり、且つ袋材５０の入口部がケース１０外に延出する大きさを有する。この袋材５０の厚さは通常０．１〜０．１５ｍｍ程度である。また、袋材５０内に形成される粒状活性炭６０の充填層の厚さは通常１５〜３５ｍｍ程度である。なお、この粒状活性炭６０としては平均粒径２００〜３００μｍ程度のものが好ましい。

孔あき板７０は、薄い円板形の合成樹脂板であり、厚さ方向に貫通するように多数の透口７１が設けられている。孔あき板７０の中心部には、ジョイント筒部２６が内挿される円形開口が設けられている。

押え部材８１，８２は、それぞれスポンジなどの不透水性と弾力性を備えた円盤形部材である。上側の押え部材８２はケース１０の内径よりも小さく、下側の押え部材８１は、ケース１０の内径とほぼ同一の直径を有している。押え部材８１，８２の中心部には、ジョイント筒部２６が内挿される開口が設けられている。

＜浄水カートリッジ１の組立手順＞
浄水カートリッジ１を組み立てるには、まず、シート状原材を筒形に丸めたスペーサ部材３０をケース１０内に挿入する。次に、セラミックフィルタ接続体４０に成形濾材４２を外嵌させたものを袋材５０に挿入し、この袋材５０をケース１０内に挿入し、袋材５０の入口部をケース１０外に延出させる。この入口部から粒状活性炭６０を成形濾材４２の外周面と袋材５０との間に充填する。なお、この粒状活性炭は、充填しなくてもよい。

その後、袋材５０の入口部をエンドプレート５３の上面に重ねるように折り畳み、押え部材８１で押える。なお、このとき、さらに押え部材８２を押え部材８１に重ねてもよいが、押え部材８２はキャップ２０のジョイント筒部２６に嵌合保持させておいてもよい。

キャップ２０については、予め孔あき板７０を装着しておくと共に、必要に応じ押え部材８２を装着しておく。

このキャップ２０をケース１０の上端に係合させて回転させ、雌ねじ２３を雄ねじ１５にねじ込む。なお、この際、ジョイント筒部２６はジョイント筒部５７に外嵌する。

これにより、第１図に示す浄水カートリッジ１が完成する。

＜水道水等の浄水動作＞
この浄水カートリッジ１の流入口２４に水道水などの原水を供給すると、この原水は流入室２８及び孔あき板７０の透口７１を経てスペーサ部材３０へ到達する。スペーサ部材３０へ到達した水は、スペーサ部材３０に案内されてケース１０の内周面の全域に供給され、袋材５０、粒状活性炭６０、成形濾材４２、セラミックフィルタ４１を透過し、浄水となる。この浄水は、セラミックフィルタ４１の内孔から、ジョイント筒部５７、２６及び流出口２５の順に流れてケース１０外に取り出される。

＜効果＞
この浄水カートリッジ１にあっては、前述の通り、セラミックフィルタ接続体４０のセラミックフィルタ４１，４１間にパッキン４３を介在させており、セラミックフィルタ接続体４０の耐衝撃性に優れる。そのため、浄水カートリッジ１を床に落したりしてもセラミックフィルタ４１の割れが防止される。

なお、本発明者は、中心筒体４１ａの内径５ｍｍ、中心筒体４１ａの外径８ｍｍ、珪藻土焼結体層４１ｂの外径１２ｍｍ、中心筒体４１ａの長さ９５ｍｍ、珪藻土焼結体層４１ｂの長さ９０ｍｍのセラミックフィルタ４１を製造した。そして、２本のこのセラミックフィルタ４１をシリコーンゴム製パッキンを介して継ぎ足したセラミックフィルタ接続体４０を用いた浄水カートリッジ１を５個製作した。この浄水カートリッジ１を１ｍの高さからコンクリート床上に落下させたところ、いずれの浄水カートリッジについてもセラミックフィルタに割れは生じなかった。

これに対し、セラミックフィルタとして、全長１９０ｍｍの１本のもの（中心筒体及び焼結体層珪藻土の構成は同一）を用いて浄水カートリッジを５個製作した。この浄水カートリッジについて同様の落下試験を行ったところ、５個の浄水カートリッジのいずれにおいてもセラミックフィルタに割れが生じた。

この実施の形態では、濾材として粒状活性炭６０と、活性炭よりなる成形濾材４２と、セラミックフィルタ４１とを併用しているので、浄水の水質が良好である。

この実施の形態では、２個のセラミックフィルタを連結したセラミックフィルタ接続体を用いているが、筒軸方向の長さが大きいケース１０の場合には３個以上を連結してもよい。

＜別の実施の形態＞
上記実施の形態では、溝４１ｃは方形の断面形状であるが、第６図のように三角形断面形状の溝４４ａであってもよく、図示は省略するが四分円弧状断面形状などであってもよい。なお、第６図（ａ）は溝４４ａを有するセラミックフィルタ４４の端部の断面図、第６図（ｂ）はこのセラミックフィルタ４４同士をパッキン４５を介して接続したセラミックフィルタ接続体の断面図である。

また、本発明では、第７図のセラミックフィルタ４６のように、端面に周回溝４６ａを設け、この周回溝４６ａにＯリング状のパッキン４７を装着してセラミックフィルタ４６，４６同士をつなぎ合わせてもよい。

ただし、第１図〜第６図のようにパッキン４３，４５がセラミックフィルタ接続体の側周面に露呈するセラミックフィルタ接続体にあっては、パッキンの装着状況を目視確認することができ、好適である。

上記実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。

１ 浄水カートリッジ
１０ ケース
２０ キャップ
３０ スペーサ部材
４０ セラミックフィルタ接続体
４１，４４，４６ セラミックフィルタ
４２ 成形濾材
４１ｃ，４４ａ，４６ａ 溝
４３，４５，４７ パッキン
５０ 袋材
５３，５４ エンドプレート
５５，５６ シール剤
５９ シール材
６０ 粒状活性炭
７０ 孔あき板
８１，８２ 押え部材
９０ 接着剤

Claims (7)

1. 筒状のセラミックフィルタ同士をパッキンを介して同軸的に接続したセラミックフィルタ接続体において、
   該セラミックフィルタの端部に該パッキンの係合部を設け、該パッキンを該係合部に係合させたことを特徴とするセラミックフィルタ接続体。
2. 請求項１において、該係合部は、該セラミックフィルタの端部の外周側の角縁を周回する溝であることを特徴とするセラミックフィルタ接続体。
3. 請求項２において、該セラミックフィルタは、セラミックの多孔質焼結体よりなる中心筒体と、該中心筒体の外周に固着された珪藻土の焼結体層とを備えており、該珪藻土焼結体層が該中心筒体の端部から所定距離後退しており、該珪藻土焼結体層の端面と該中心筒体の外周面とによって前記溝が構成されていることを特徴とするセラミックフィルタ接続体。
4. 請求項３において、前記珪藻土焼結体層の端面が前記セラミックフィルタの軸心に対し略垂直であることを特徴とするセラミックフィルタ接続体。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、該セラミックフィルタの係合部に接着剤が塗布されていることを特徴とするセラミックフィルタ接続体。
6. 請求項５において、該パッキンが透光性を有しかつ前記接着剤が着色されていることを特徴とするセラミックフィルタ接続体。
7. 筒状のケースと、
   該ケース内に配置された濾材と、
   を備え、該ケース内に導入された原水が該濾材を透過し浄水となる浄水カートリッジにおいて、
   前記濾材は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセラミックフィルタ接続体と、該セラミックフィルタ接続体の周囲に配置された活性炭とを備えており、
   原水は該活性炭を透過した後、該セラミックフィルタを透過して浄水となることを特徴とする浄水カートリッジ。

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