JP2011224495A - 浄水装置およびそれに用いられるフィルター - Google Patents

浄水装置およびそれに用いられるフィルター Download PDF

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Abstract

【課題】浄水器の目詰まりを防ぎ、浄水器のカートリッジの交換サイクルを伸ばすことができる浄水装置およびそれに用いられるフィルターを提供する。
【解決手段】浄水装置100は、多孔質中空糸膜、ナノ濾過膜、セラミックス、および活性炭から選ばれる濾材の少なくとも一種を内蔵する浄水器100aと、該浄水器100aの上流側に設置され、水中の不純物の除去を行うフィルター100bとを備え、フィルター100bは、ケース本体10とケースキャップ20とベース30とからなるフィルターケース1と、該フィルターケース1の内部に収納されて、ベース30に着脱自在に取付け固定されたフィルターエレメント2とを有し、ケースキャップ20に空気を排出するエアー抜き手段が設けられ、フィルターエレメント2に水中の赤錆等を取り除くための磁石80と、所定の水圧で開放するリリーフバルブ90とが設けられる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、水道水に含まれる赤錆や懸濁物等の不純物、および雑菌類、塩素等を取り除き、衛生的な浄化水を得るための浄水装置およびそれに用いられるフィルターに関するものである。
近年、水源の汚染の増大や高層住宅やビル等の給水タンク、配管の老朽化などの原因で水道水中の各種の有機物、無機物質による汚染が問題となっている。そのため安全な飲用水・調理用水を得るために中空糸膜と除塩素用の活性炭濾材を備えたカートリッジ(濾過モジュール)を有する浄水器が広く普及している。
このような浄水器では、活性炭層などの除塩素濾材で臭いの原因となっている塩素系イオン等が吸着や分解されて除去され、さらに、中空糸膜により鉄錆や雑菌類が阻止され、安全でおいしい浄水を得ることができる。
また、このような浄水器は、蛇口の上流側の水道管に接続されるのが一般的である(例えば、特許文献1参照)。しかし、濾材を備えたカートリッジを所定の使用期間で交換しなければならない。そのため、近年、取り扱いが簡便で衛生的な交換カートリッジを提供するために、蛇口等に取り付け可能な浄水器も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、浄水器の処理流量が所定量を超えた際に、カートリッジの交換時期を知らせるライフメーターの付いた家庭用浄水器も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特開2008−80315号公報 特開平10−80680号公報 特開平5−138159号公報
しかしながら、上述した特許文献1〜3の浄水器は、濾過膜に目詰り等が生ずると濾過流量が低下するため、カートリッジ(濾過モジュール)の交換が必要となる。それにカートリッジの大型化には限界があり、平均的には数ヶ月〜1年程度の定期交換が必要である。また、浄水性能が高いほどカートリッジが高価になる。交換作業が面倒である問題点があると共に、カートリッジのコストが高いという問題点があった。
また、従来の蛇口に直接取り付けて使用する蛇口直結型浄水器は、交換作業を簡単にすることができるが、頻繁に交換することが必要となる欠点があった。そのため、コストも高くなる。
そこで、本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、浄水器の上流側に水中の赤錆等の不純物を取り除くための再生可能なフィルターを設けることで、浄水器の目詰まりを防ぎ、浄水器のカートリッジの交換サイクルを伸ばすことができる浄水装置およびそれに用いられるフィルターを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る浄水装置は、多孔質中空糸膜、ナノ濾過膜、セラミックス、および活性炭から選ばれる濾材の少なくとも一種を内蔵したカートリッジを有する浄水器と、該浄水器の上流側に設置され、水中の不純物の除去を行うフィルターとを備え、前記フィルターは、中空筒状体のケース本体と該ケース本体の上下両端に着脱自在に取付け固定されたケースキャップとベースとからなるフィルターケースと、該フィルターケースの内部に収納されて、前記ベースに着脱自在に取付け固定されたフィルターエレメントとを有し、前記ケースキャップまたは前記ベースに空気を排出するエアー抜き手段が設けられ、前記フィルターエレメントに、水中の赤錆、鉄粉を取り除くための磁石と、所定の水圧で開放するリリーフバルブとが設けられることを特徴とするものである。
本発明に係るフィルターは、中空筒状体のケース本体と該ケース本体の上下両端に着脱自在に取付け固定されたケースキャップとベースとからなるフィルターケースと、該フィルターケースの内部に収納されて、前記ベースに着脱自在に取付け固定されたフィルターエレメントとを有し、前記ケースキャップまたは前記ベースに空気を排出するエアー抜き手段が設けられ、前記フィルターエレメントに、水中の赤錆、鉄粉を取り除くための磁石と、所定の水圧で開放するリリーフバルブとが設けられることを特徴とするものである。
例えば、前記磁石は、リング状に形成され、前記フィルターエレメントの端部に設けられ、前記リリーフバルブは、前記磁石の中央部に配置される。
また例えば、前記ケース本体は、両端の内周面にネジ部が形成されると共に、外周面にスベリ止めリブが刻設され、前記ケースキャップとベースとは、ケース本体のネジ部に螺合するためのネジ部が突設されると共に、リングパッケージが装着され、前記フィルターエレメントは、金網を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に形成した濾材と、2枚の円板体のエレメント端面を、該濾材に上下方向から両端に嵌合して着脱自在に取付け固定してなり、下方のエレメント端面の中心部には、フィルターを通過した水を排出するための開孔が設けられ、該開孔には、同心円に連通したネジ孔を有するナットが、下方のエレメント端面の外側に突設され、前記ベースの上面に中空管状ボルトが突設され、前記ナットを前記中空管状ボルトに螺合して、前記フィルターエレメントが前記ベースに着脱自在に取付け固定される。
また例えば、前記フィルターエレメントの濾材は、複数層の金属製濾材を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に形成され、かつ複数層の金属製濾材の網目がフィルターエレメントの外側から内側へ順次小さく形成されてなる。
本発明によれば、浄水装置は、多孔質中空糸膜、ナノ濾過膜、セラミックス、および活性炭から選ばれる濾材の少なくとも一種を内蔵したモジュールを有する浄水器と、該浄水器の上流側に設置され、水中の不純物の除去を行うフィルターとを備えることで、浄水器の目詰まりを防ぎ、浄水器のカートリッジの交換サイクルを伸ばすことができる。
本発明によれば、フィルターは、ケースキャップとベースとケース本体と濾材及びフィルターエレメントとが、各々着脱自在に組立分解可能に設けられることで、フィルターエレメントの濾材を簡単に取り外すことができ、洗浄して再利用できる。
また、フィルターケースキャップに空気を排出するエアー抜き手段が設けられることで、設置およびメンテナンス後に、内部の空気を排出することが簡単にできる。また、フィルターエレメントに水中の赤錆、鉄粉を取り除くための磁石と、所定の水圧で開放するリリーフバルブとが設けられることで、浄水器の上流で水道水中の赤錆、鉄粉等の不純物を取り除くことができ、浄水器のカートリッジの濾過負荷を減らすことができる。また、フィルターの目詰まり等によりフィルターケースの中が所定圧力になった場合、リリーフバルブが動作し、過圧による水漏れを防ぐことができる。
また、フィルターエレメントの濾材は、複数層の金属製濾材を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に形成され、かつ複数層の金属製濾材の網目がフィルターエレメントの外側から内側へ順次小さく形成されてなることで、所定の濾過精度を確保すると共に、表面強度を保持してフィルターの形状を維持することができる。
実施の形態の浄水装置100の構成を示す図である。 フィルター100bの構成を示す分解図である。 フィルターエレメント2の構成を示す斜視図である。
以下、本発明に係る浄水装置を実施するための形態を、図を参照して説明する。ここで、住宅用の浄水装置を例として説明する。
図1は、実施の形態の浄水装置100の構成を示す図である。図1において、浄水器100aの概略構成を示し、フィルター100bの断面図を示している。図2は、フィルター100bの構成を示す分解図である。図3は、フィルターエレメント2の構成を示す斜視図である。図3において、フィルターエレメント2の一部を切り抜いた状態を示している。
図1〜図3に示すように、浄水装置100は、浄水器100aと、フィルター100bとから構成されている。浄水器100aの入口P1は配管(水道管)を介してフィルター100bに接続されている。また、浄水器100aの出口P2は、配管(水道管)を介して蛇口Kに接続されている。即ち、フィルター100bは、浄水器100aの上流側の水道管に接続されている。
浄水器100aは、多孔質中空糸膜、ナノ濾過膜、セラミックス、および活性炭から選ばれる濾材の少なくとも一種を内蔵したモジュール101を有するものである。この例において、浄水器100aには、市販されている住宅用浄水器を利用している。
フィルター100bは、中空筒状体のケース本体10と該ケース本体10の上下両端に着脱自在に取付け固定されたケースキャップ20とベース30とからなるフィルターケース1と、該フィルターケース1の内部において、ベース30の上面に着脱自在に取付け固定されたフィルターエレメント2とから構成される。
フィルターケース1のケース本体10の端部に着脱自在に取付け固定されたケースキャップ20とベース30とは、ケース本体10と共に軽量で強靭なアルミ合金製であり、かつ、ケース本体10の端部にネジ止め用のネジ部11,12が設けられている。そのため、取付け取外しが容易であり,防錆効果も高く反復した再使用が可能である。
ケース本体10の両端へのケースキャップ20とベース30とのネジ止めによる取付け固定の際には、より気密性を高めるためにケースキャップ20の内側の端面方向及びベース30の内側の端面方向には、図1に示すように、ゴム製のリングパッケージ25とリングパッケージ38とを介在して強固にネジ止めして、高い気密性を得ることができる。
また、フィルターケース1のケース本体10の外周面にはスベリ止めリブ13が刻設されている。そのため、フィルターケース1の取付け取外しが容易である。
ケースキャップ20には、レンチ掛け部21と、空気を排出するエアー抜き手段とが設けられている。エアー抜き手段として、ケースキャップ20の中央部にネジ穴21aが設けられ、シール22を介してネジ23がネジ穴21aに螺入される構成とされている。フィルターケース1内部の空気を排出する際に、ネジ23を緩めて、またはネジ23を外して空気を排出させる。
ベース30の側面に水道水入口31と濾過した水を排出する排出口32とが設けられている。また、ベース30の上面中央部において、中空管状ボルト33が突設され、該中空管状ボルト33の周辺に複数の貫通孔34が設けられている。中空管状ボルト33にはフィルターエレメント2が固定される。濾過した水は中空管状ボルト33を経由して排出口32へ導出される。また、貫通孔34は、水道水をフィルターケース1に導入するための入口となる。また、ベース30の底面にネジ穴39aと、シール39bを介してネジ穴39aに螺入されるネジ39cとが設けられている。ここで、ネジ穴39aは、排水口となる。また、ベース30の底面に取付用穴35を有する4つの取付部36が設けられている。
フィルターエレメント2は、金属製濾材から形成されたフィルター40と、中央部に配置されたフィルター保持筒50と、2枚のステンレス製金属円板体のエレメント端面60、70と、エレメント端面60に設けられたドーナツ状の磁石80と、リリーフバルブ90とから構成されている。
フィルター40は、複数層のステンレス製金網を断面略鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に形成され、かつ複数層の金属製濾材の網目がフィルターエレメント2の外側から内側へ順次小さく形成されてなる。
フィルター40の網目の大きさとしては2ミクロンから300ミクロン程度の粒径の範囲の粒子が通過可能な網目の大きさに形成し、さらに、フィルター40のステンレス製金網は、1枚であっても良いが、さらに濾過機能を高めるために複数枚のステンレス製金網を重ね合わせ、かつ、フィルター40の網目の大きさをフィルターエレメント2の外側から内側へ向かって順次に小さく形成しておけば,濾過機能も一層向上するという効果がある。図3において、複数枚のステンレス製金網からなるフィルター40を略して1枚で表示している。
フィルター保持筒50は、全周面に小孔51を穿孔してなるステンレス製金属板により中空筒状体に形成され、エレメント端面60、70の間に挟持して一体に取付け固定されている。取付方法として、例えば、エレメント端面60、70の片方に長ネジを挿通する複数の穴を設け、もう片方に長ネジを螺入する複数のネジ穴を設け、フィルター40とフィルター保持筒50をエレメント端面60、70の間に挟持して複数の長ネジにより一体に取付け固定する。
エレメント端面60、70は、フィルター40に上下方向から両端に嵌合して着脱自在に取付け固定される。エレメント端面60には、その外周縁61を凸設して、該エレメント端面60に嵌合凹部62が形成されている。また、エレメント端面60の中心部には、リリーフバルブ90を装着するためのネジ穴63が形成されている。エレメント端面70の中心部には、フィルター40を通過した水を排出するための開孔が設けられている。この開孔には、同心円に連通したネジ孔72を有するナット71が、該エレメント端面70の外側に突設されている。
磁石80は、リング状(ドーナツ状)に形成され、エレメント端面60の嵌合凹部62に嵌入して着脱自在に取付け固定されている。なお、磁石80に取り付け用の貫通孔を穿孔し、エレメント端面60にボルトを突設しておき、ボルトを該磁石80の透孔にボルトを挿通してナットにより締め付けるようにしてもよい。この場合、磁石80がフィルターエレメント2のエレメント端面60に形成した嵌合凹部62に、より強固にかつ簡単に着脱自在に取付け固定することができる。磁石80を設けているため赤錆、鉄粉は磁気により吸着されて水中から除去される。
リリーフバルブ90は、両端の水圧が予め設定された所定の水圧を超える場合バルブ開放するものであり、エレメント端面60の中心部に設けられたネジ穴63に螺入して固定される。なお、リリーフバルブ90をエレメント端面60の中心部に直接溶接して固定するようにしてもよい。
フィルターエレメント40は、フィルターケース1のベース30の上面に突設した中空管状ボルト33をエレメント端面70に突設したナット71のネジ孔72と螺合することにより着脱自在に取付け固定されている。しかもベース30は、フィルターケース1のケース本体10の端部においてケースキャップ20と共に各々ネジ部24とネジ部11と、ネジ部37とネジ部12とが螺合してネジ止めされているから、ネジ止めしたフィルターケース1を旋回してベース30から取り外すことにより、ベース30に取付け固定されたフィルターエレメント2を容易に取り外すことができる。
このように本実施の形態においては、浄水装置100は、多孔質中空糸膜、ナノ濾過膜、セラミックス、および活性炭から選ばれる濾材の少なくとも一種を内蔵したモジュール101を有する浄水器100aと、該浄水器の上流側に設置され、水中の不純物の除去を行うフィルター100bとを備え、フィルター100bは、中空筒状体のケース本体10と該ケース本体10の上下両端に着脱自在に取付け固定されたケースキャップ20とベース30とからなるフィルターケース1と、該フィルターケース1の内部に収納されて、ベース30に着脱自在に取付け固定されたフィルターエレメント2とを有し、ケースキャップ20に空気を排出するエアー抜き手段が設けられ、フィルターエレメント2に水中の赤錆、鉄粉を取り除くための磁石80と、所定の水圧で開放するリリーフバルブ90とが設けられる。
これにより、住宅用の浄水器100aの目詰まりを防ぎ、浄水器100aのカートリッジ101の交換サイクルを伸ばすことができる。
また、フィルター100bのケースキャップ20に空気を排出するエアー抜き手段が設けられことで、初期設置およびメンテナンス後に、内部の空気を排出することが簡単にできる。また、フィルターエレメント2に水中の赤錆、鉄粉を取り除くための磁石80と、所定の水圧で開放するリリーフバルブ90とが設けられることで、上流で水道水中の赤錆、微小鉄粉を取り除くことができ、カートリッジの濾過負荷を減らすことができる。また、フィルターの目詰まり等によりフィルターケース1の中が所定圧力になった場合、リリーフバルブ90が動作し、過圧による水漏れを防ぐことができる。
また、ケース本体10とケースキャップ20とベース30と濾材40及びフィルターエレメント2とが、各々着脱自在に組立分解可能に設けられ,かつ、これらの全てが金属製であることで、フィルターエレメント2の濾材40を簡単に取り外すことができ、洗浄して再利用できる。
また、濾材40は複数層の金属製濾材を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に形成され、かつ複数層の金属製濾材の網目がフィルターエレメント2の外側から内側へ順次小さく形成されてなることで、所定の濾過精度を確保すると共に、表面強度を保持して濾材40の形状を維持することができる。
このようにフィルターエレメント2における濾材40が、ステンレス製金網の断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し全体を略円筒状に曲成しているから、長期間に渡る水のろ過により、濾材40の網目に微小粒子等からなる不純物が目詰まりしてろ過機能が低下した場合に、濾材40のみをフィルターエレメント2から取り外し、洗浄液により浸漬したり高温の水蒸気を吹き付けたり或いはブラッシング等の適宜な方法により、目詰まりして強固に付着したゴミ等からなる不純物を除去し清掃することにより、フィルターエレメト2の濾材40として反復して半永久的に再使用可能となるから、濾材40を廃棄する必要が全く無く、従って、限りのある資源を無駄にせず、自然に帰らない廃棄物を出さずに全く公害の発生の恐れのないフィルター100bの再生使用が可能となる。
なお、上述した実施の形態においては、浄水器100aの入口P1は配管(水道管)を介してフィルター100bに接続されている構成について説明したが、これに限定されるものではない。浄水器100aの入口P1とフィルター100bの排出口32とを直接に接続してもよい。
また、上述した実施の形態においては、エレメント端面60に磁石80を配置したものについて説明したが、これに限定されるものではない。エレメント端面70に磁石80を配置するようにしてもよい。また、2つのエレメント端面60、70の両方に磁石80を配置するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態においては、ベース30の中空管状ボルト33の周辺に複数の貫通孔34が設けられている例について説明したが、これに限定されるものではない。1つの貫通孔34を設けるようにしてもよい。
また、上述した実施の形態においては、フィルター100bのベース30を下に位置する方向に設置されているが、これに限定されるものではない。ベース30を上に、ケースキャップ20を下に位置する方向に設置するようにしてもよい。この場合、フィルター100bは水道管より支持される。また、ネジ穴21aは排水口となり、一方、ベース30の底面に設けられたネジ穴39aと、シール39bを介してネジ穴39aに螺入されるネジ39cとはエアー抜き手段となる。
また、上述した実施の形態においては、浄水装置として住宅用の浄水装置100の例を説明したが、これに限定されるものではない。飲食等の店舗にも本発明を適用できる。
この発明は、住宅および飲食等の店舗において、水道水中に含まれる赤錆、微小鉄粉、懸濁物、細菌類等の有害物を除去し、衛生的な浄化水を提供する浄水装置として、浄水器の目詰まりを防ぎ、浄水器のカートリッジの交換サイクルを伸ばす目的に利用できる。
1 フィルターケース
2 フィルターエレメント
10 ケース本体
11,12 ネジ部
13 スベリ止めリブ
20 ケースキャップ
21 レンチ掛け部
21a,39a ネジ穴
22,39b シール
23,39c ネジ
24 ネジ部
25 リングパッケージ
30 ベース
31 水道水入口
32 排出口
33 中空管状ボルト
34 貫通孔
35 取付用穴
36 取付部
37 ネジ部
38 リングパッケージ
40 フィルター
50 フィルター保持筒
51 小孔
60 エレメント端面
61 外周縁
62 嵌合凹部
63 ネジ穴
70 エレメント端面
71 ナット
72 ネジ孔
80 磁石
90 リリーフバルブ
100 住宅用浄水装置
100a 浄水器
100b フィルター
















Claims (8)

  1. 多孔質中空糸膜、ナノ濾過膜、セラミックス、および活性炭から選ばれる濾材の少なくとも一種を内蔵したカートリッジを有する浄水器と、該浄水器の上流側に設置され、水中の不純物の除去を行うフィルターとを備え、
    前記フィルターは、中空筒状体のケース本体と該ケース本体の上下両端に着脱自在に取付け固定されたケースキャップとベースとからなるフィルターケースと、該フィルターケースの内部に収納されて、前記ベースに着脱自在に取付け固定されたフィルターエレメントとを有し、
    前記ケースキャップまたは前記ベースに空気を排出するエアー抜き手段が設けられ、
    前記フィルターエレメントに、水中の赤錆、鉄粉を取り除くための磁石と、所定の水圧で開放するリリーフバルブとが設けられることを特徴とする浄水装置。
  2. 前記磁石は、リング状に形成され、前記フィルターエレメントの端部に設けられ、
    前記リリーフバルブは、前記磁石の中央部に配置されることを特徴とする請求項1に記載の浄水装置。
  3. 前記ケース本体は、両端の内周面にネジ部が形成されると共に、外周面にスベリ止めリブが刻設され、
    前記ケースキャップとベースとは、ケース本体のネジ部に螺合するためのネジ部が突設されると共に、リングパッケージが装着され、
    前記フィルターエレメントは、金網を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に形成した濾材と、2枚の円板体のエレメント端面を、該濾材に上下方向から両端に嵌合して着脱自在に取付け固定してなり、下方のエレメント端面の中心部には、フィルターを通過した水を排出するための開孔が設けられ、該開孔には、同心円に連通したネジ孔を有するナットが、下方のエレメント端面の外側に突設され、
    前記ベースの上面に中空管状ボルトが突設され、前記ナットを前記中空管状ボルトに螺合して、前記フィルターエレメントが前記ベースに着脱自在に取付け固定されることを特徴とする請求項1または2に記載の浄水装置。
  4. 前記フィルターエレメントの濾材は、複数層の金属製濾材を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に形成され、かつ複数層の金属製濾材の網目がフィルターエレメントの外側から内側へ順次小さく形成されてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の浄水装置。
  5. 中空筒状体のケース本体と該ケース本体の上下両端に着脱自在に取付け固定されたケースキャップとベースとからなるフィルターケースと、該フィルターケースの内部に収納されて、前記ベースに着脱自在に取付け固定されたフィルターエレメントとを備え、
    前記ケースキャップまたは前記ベースに空気を排出するエアー抜き手段が設けられ、
    前記フィルターエレメントに、水中の赤錆、鉄粉を取り除くための磁石と、所定の水圧で開放するリリーフバルブとが設けられることを特徴とするフィルター。
  6. 前記磁石は、リング状に形成され、前記フィルターエレメントの端部に設けられ、
    前記リリーフバルブは、前記磁石の中央部に配置されることを特徴とする請求項5に記載のフィルター。
  7. 前記ケース本体は、両端の内周面にネジ部が形成されると共に、外周面にスベリ止めリブが刻設され、
    前記ケースキャップとベースとは、ケース本体のネジ部に螺合するためのネジ部が突設されると共に、リングパッケージが装着され、
    前記フィルターエレメントは、金網を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に形成した濾材と、2枚の円板体のエレメント端面を、該濾材に上下方向から両端に嵌合して着脱自在に取付け固定してなり、下方のエレメント端面の中心部には、フィルターを通過した水を排出するための開孔が設けられ、該開孔には、同心円に連通したネジ孔を有するナットが、下方のエレメント端面の外側に突設され、
    前記ベースの上面に中空管状ボルトが突設され、前記ナットを前記中空管状ボルトに螺合して、前記フィルターエレメントが前記ベースに着脱自在に取付け固定されることを特徴とする請求項5または6に記載のフィルター。
  8. 前記フィルターエレメントの濾材は、複数層の金属製濾材を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に形成され、かつ複数層の金属製濾材の網目がフィルターエレメントの外側から内側へ順次小さく形成されてなることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載のフィルター。
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