JP2011062631A - 浄水カートリッジおよび浄水器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハウジング12と、ハウジング12内に収容された吸着浄水部14と、ハウジング12内に収容され、吸着浄水部14よりも下流側に位置する膜濾過浄水部16とを有し、膜濾過浄水部16が、上部および側部に開口を有する筒状体74内に中空糸膜70を収容したものであり、吸着浄水部14が、ハウジング12の内周壁と膜濾過浄水部16の筒状体74の外周壁との間および膜濾過浄水部16よりも上方のハウジング12内に吸着材90を充填して形成されたものである浄水カートリッジ10;上部の原水貯留部と下部の浄水貯留部との間に浄水カートリッジ10が装着された浄水器。
【選択図】図1
Description
また、浄水カートリッジとしては、筒状体内に吸着材を充填してなる吸着浄水部と、同じ筒状体内に中空糸膜等の膜濾過材を収容してなる膜濾過浄水部とを、上下方向に直列に配置したものが知られている(特許文献1参照)。
そこで、吸着浄水部を膜濾過浄水部の側方に配置し、上下方向にコンパクトにされた浄水カートリッジが提案されている(特許文献2、3)。
A/B≧1.5 ・・・(1)
ただし、Bは、下記式(2)から求める。
B=(Bmax+Bmin)/2 ・・・(2)
式中、Bmaxは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最長距離であり、Bminは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最短距離である。
A/C≧0.3 ・・・(3)
本発明の浄水器は、上下方向にコンパクトにされ、かつ短時間で原水を浄化できる。
本発明の浄水カートリッジは、ハウジングと、該ハウジング内に収容された吸着浄水部と、ハウジング内に収容され、吸着浄水部よりも下流側に位置する膜濾過浄水部とを有し、ハウジングの上部側から導入された原水が、自重によって浄水部を通過し、浄水となってハウジングの底部側から吐出される浄水カートリッジであって、膜濾過浄水部が、上部および側部に開口を有する筒状体内に膜濾過材を収容したものであり、吸着浄水部が、ハウジングの内周壁と膜濾過浄水部の筒状体の外周壁との間、および膜濾過浄水部よりも上方の前記ハウジング内に、吸着材を充填して形成されたものであることを特徴とする。
浄水カートリッジ10は、ハウジング12と、ハウジング12内に収容された吸着浄水部14と、ハウジング12内に収容され、吸着浄水部14よりも下流側に位置する膜濾過浄水部16とを有する。
ハウジング12は、有底略円筒状のハウジング本体20と、ハウジング本体20の上部開口を覆うように取り付けられた略椀形状のハウジング蓋体22と、ハウジング本体20の上部開口を覆うように、かつハウジング蓋体22よりも内側に取り付けられた略椀形状の内蓋体24とから構成される。
膜濾過浄水部16は、U字形に屈曲した複数の中空糸膜70を、その端部の開口を維持しつつ端部間に充填されたポッティング部72にて一体化するとともに、中空糸膜70を円筒状の筒状体74に収容した状態で固定した、いわゆる中空糸膜モジュールである。
吸着浄水部14は、ハウジング本体20の内周壁と、膜濾過浄水部16の筒状体74の外周壁との間、および膜濾過浄水部16よりも上方のハウジング本体20内に、吸着材90を充填することによって形成される。
吸着材90の粒径は、0.36〜1.7mmの範囲であることが好ましい。吸着材90の粒径が0.36mm以上であれば、吸着浄水部14における圧力損失が小さくなり、通水速度がさらに向上する。吸着材90の粒径が1.7mm以下であれば、吸着効果が充分に発揮される。
A/B≧1.5 ・・・(1)
B=(Bmax+Bmin)/2 ・・・(2)
式中、Bmaxはハウジング本体20の内周壁から膜濾過浄水部16の筒状体74の外周壁までの最長距離であり、Bminはハウジング本体20の内周壁から膜濾過浄水部16の筒状体74の外周壁までの最短距離である。
A/C≧0.3 ・・・(3)
浄水カートリッジ10による原水の浄化は、以下のように行われる。
ハウジング蓋体22の上部の原水導入管56からハウジング12内に自重によって導入された原水は、ハウジング蓋体22と内蓋体24との間に形成された原水流路68を内蓋体24の側部の取水口64まで自重によって流下する。
吸着浄水部14の上部に到達した原水は、原水に含まれる不純物等を吸着材90に吸着させつつ吸着浄水部14内を膜濾過浄水部16に向かって自重によって通過する。なお、本発明においては、原水がその自重のみ(すなわち、0.01MPa以下の超低圧力)で吸着浄水部14を通過するため、ハウジング本体20の内周壁と膜濾過浄水部16の筒状体74の外周壁との間に充填された吸着材90にも原水が到達する。
吸着浄水部14の内部に侵入した水は、ハウジング12内を水が自重によって流下することによって発生する水圧によって、水に含まれる不純物等を中空糸膜70に補足させつつ中空糸膜70の一次側から二次側へ通過する。
空隙80内の浄水は、ハウジング本体20の底部36に複数形成された浄水吐出口38から自重によってハウジング12の外部に吐出される。
以上説明した浄水カートリッジ10にあっては、膜濾過浄水部16が、上部および側部に開口を有する筒状体74内に中空糸膜70を収容したものであり、吸着浄水部14が、ハウジング本体20の内周壁と膜濾過浄水部16の筒状体74の外周壁との間、および膜濾過浄水部16よりも上方のハウジング本体20内に、吸着材を充填して形成されたものであるため、吸着浄水部14を通過した水が膜濾過浄水部16の上方および側方から侵入する。その結果、浄水カートリッジ10を通過する水量が多くなり、充分な通水速度が確保される。
また、以上説明した浄水カートリッジ10にあっては、膜濾過浄水部16の側方に吸着浄水部14の一部が配置されているため、上下方向にコンパクトにできる。
なお、本発明の浄水カートリッジは、図示例の浄水カートリッジ10に限定されない。
例えば、吸着浄水部14および膜濾過浄水部16の他に、他の浄水部をさらに併設してもよい。
また、膜濾過浄水部16として、中空糸膜モジュールの代わりに、他の膜モジュール(平膜モジュール等)を用いてもよい。
また、膜濾過浄水部16の筒状体74の上部の開口および側部の通水口82を、吸着浄水部14の吸着材90が侵入しないように、メッシュ、不織布等で覆ってもよい。
また、ハウジングの底部の浄水吐出口の一部を、他の浄水吐出口よりも高い位置に形成し、浄水吐出口間で高低差を設けてもよい。たとえば、図4に示すように、ハウジング本体の底部36を下方に突出した半球状のドーム型とし、周辺吐出口44を中央吐出口40よりも高い位置に設ける。この場合、高い位置の浄水吐出口と低い位置の浄水吐出口との間で水圧に差が生じ、その結果、空気が浄水とともに浄水吐出口からさらに抜け出しやすくなる。また、浄水カートリッジが傾いた場合でも、空気が浄水吐出口から抜け出しやすい。
また、浄水吐出口は、図示例のテーパ孔50と小径孔52とからなる浄水吐出口38に限定されず、ハウジングの内側から外側に向かってしだいに縮径するテーパ孔のみからなるものでもよい。また、テーパ孔の傾斜は、図示例のように一定でなくてもよく、しだいに変化してもよい。
図5は、本発明の浄水器の一例を示す断面図である。
浄水器100は、原水貯留部102を有する上部容器104と、上半分に上部容器104が挿入されることによって下半分が浄水貯留部106となる下部容器108と、ハウジング12の上部の原水導入管56が原水貯留部102に連通し、ハウジング12の底部36が浄水貯留部106に位置するように、上部容器104の底部110に装着された浄水カートリッジ10と、上部容器104の上部の開口を覆う蓋体112とを有する。
以上説明した浄水器100にあっては、上下方向にコンパクトにされ、かつ充分な通水速度が確保された浄水カートリッジ10を装着しているため、上下方向にコンパクトにでき、かつ短時間で原水を浄化できる。
なお、本発明の浄水器は、図示例の浄水器100に限定されない。
たとえば、タンク等からなる原水貯留部と浄水カートリッジの原水導入管とをホース等で接続し、タンク等からなる浄水貯留部の上部に浄水カートリッジが装着された据置型の浄水器であってもよく、特許文献1、3等に記載されているようなピッチャー型の浄水器であってもよい。
〔実施例1〜10〕
まず、図1に示す浄水カートリッジ10を、以下のようにして作製した。
膜濾過浄水部16として、ポリエチレン多孔質中空糸膜(三菱レイヨン社製、EX270TS、外径380μmm、内径270μm、平均孔径0.1μm)の複数本をU字形に屈曲し、その端部の開口を維持しつつ端部間に充填されたポッティング部72(ウレタン樹脂)にて一体化するとともに、中空糸膜70を円筒状の筒状体74(ABS樹脂製)に収容した状態で固定した、有効膜面積が0.3m2の中空糸膜モジュールを用いた。
吸着材90としては、粒径0.36〜1.7mmの粒状活性炭の350ccを用いた。
ハウジング本体20の内周壁と、膜濾過浄水部16の筒状体74の外周壁との間、および膜濾過浄水部16よりも上方のハウジング本体20内に、吸着材90を充填密度0.45g/ccで充填して吸着浄水部14とした。
ハウジング本体20に内蓋体24およびハウジング蓋体22を取り付け、ハウジング本体20の周縁部とハウジング蓋体22の周縁部とを超音波溶着し、浄水カートリッジ10を得た。
吸着材の利用効率=(吸着材の性能実測値/吸着材が100%利用された場合の性能値)×100 ・・・(4)
ここで、吸着材が100%利用された場合の性能値は、カラムに同量の吸着材90を充填し、ショートパスの発生しない形態にて同様の通水試験を実施し、測定された性能値である。
12 ハウジング
14 吸着浄水部
16 膜濾過浄水部
36 底部
70 中空糸膜(膜濾過材)
74 筒状体
82 通水口(開口)
90 吸着材
100 浄水器
102 原水貯留部
106 浄水貯留部
Claims (4)
- ハウジングと、該ハウジング内に収容された吸着浄水部と、前記ハウジング内に収容され、前記吸着浄水部よりも下流側に位置する膜濾過浄水部とを有する浄水カートリッジであって、
前記膜濾過浄水部が、上部および側部に開口を有する筒状体内に膜濾過材を収容したものであり、
前記吸着浄水部が、前記ハウジングの内周壁と前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁との間、および前記膜濾過浄水部よりも上方の前記ハウジング内に、吸着材を充填して形成されたものであることを特徴とする浄水カートリッジ。 - 前記吸着浄水部の上面から前記膜濾過浄水部の上面までの最短距離Aと、
前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの平均距離Bとが、下記式(1)の関係を満足する、請求項1に記載の浄水カートリッジ。
A/B≧1.5 ・・・(1)
ただし、Bは、下記式(2)から求める。
B=(Bmax+Bmin)/2 ・・・(2)
式中、Bmaxは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最長距離であり、Bminは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最短距離である。 - 前記吸着浄水部の上面から前記膜濾過浄水部の上面までの最短距離Aと、
前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁が前記吸着浄水部に接している部分の高さCとが、下記式(3)の関係を満足する、請求項1または2に記載の浄水カートリッジ。
A/C≧0.3 ・・・(3) - 上部の原水貯留部と下部の浄水貯留部との間に、請求項1〜3のいずれかに記載の浄水カートリッジが、前記ハウジングの上部側が前記原水貯留部に連通し、前記ハウジングの底部側が前記浄水貯留部に位置するように装着された、浄水器。
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