JP2015080764A - 浄水カートリッジ - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の中空糸膜が収納されたスペースから空気をより確実に外部に逃がすことを可能とする浄水カートリッジを提供する。【解決手段】第1スペースS1内には上下方向に伸びる管160が設けられており、この管160内を介して、第2スペースS2内部からケース110の上部の上キャップ120の外側まで連通し、第2スペースS2内の空気をケース110の外部に逃がす空気路が形成されると共に、仕切り部117には、第2スペースS2内に向かって突出し、中空糸膜180の第1スペースS1側への移動を規制することで、空気路の第2スペースS2側の入り口Eと中空糸膜180との間に隙間を確保させる突出部117bが設けられていることを特徴とする。【選択図】図10

Description

本発明は、浄水器本体に対して着脱自在に構成される浄水カートリッジに関する。
従来、浄水器本体に対して着脱自在に構成される浄水カートリッジにおいては、複数の活性炭またはイオン交換樹脂膜と、複数の中空糸膜とが収納された浄水カートリッジが知られている。
ここで、複数の中空糸膜を備える浄水カートリッジにおいては、中空糸膜表面に気泡が滞留してしまうことによる流量の低下が問題となる。この対策として、中空糸膜の束内に疎水糸を配置して空気を外部に逃がす技術が知られている(特許文献1参照)。しかし、この技術の場合には、疎水糸を配置する分だけ、コストが高くなってしまう。また、複数の中空糸膜が配置されているスペースから空気を逃すための管を配置させる技術も知られている(特許文献2,3参照)。しかしながら、これらの従来技術においては、水の膜によって管の入り口を塞いでしまったり、中空糸膜の束によって管の入り口を塞いでしまったりすることで空気を十分に逃がせないおそれがある。
従って、空気を逃がすための管を配置させる構成を採用する場合でも、未だ改善の余地がある。
実開平4−45531号公報 特許第4462335号公報 特開2004−230358号公報
本発明の目的は、複数の中空糸膜が収納されたスペースから空気をより確実に外部に逃がすことを可能とする浄水カートリッジ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、本発明は、
浄水器本体に対して着脱自在に構成される浄水カートリッジであって、
水の通り道を確保しつつ内部を仕切る仕切り部を有し、該仕切り部を介して上方側の第1スペースと下方側の第2スペースが形成されるケースを備えており、
第2スペースには複数の中空糸膜が収納され、中空糸膜による膜分離処理を施す浄水カートリッジにおいて、
第1スペース内には上下方向に伸びる管が設けられており、この管内を介して、第2スペース内部から前記ケース上部の天板の外側まで連通し、第2スペース内の空気を前記ケースの外部に逃がす空気路が形成されると共に、
前記仕切り部には、第2スペース内に向かって突出し、前記中空糸膜の第1スペース側への移動を規制することで、前記空気路の第2スペース側の入り口と前記中空糸膜との間に隙間を確保させる突出部が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、空気路によって、第2スペース内部の空気をケースの外部に逃がすことができる。これにより、中空糸膜表面に気泡が滞留してしまうことを抑制することができる。そして、本発明においては、仕切り部に設けられた突出部によって、空気路の第2スペース側の入り口と中空糸膜との間に隙間が確保される。これにより、空気路の第2スペース側の入り口が中空糸膜によって塞がれてしまうことを抑制できる。また、突出部によって、第1スペースから第2スペースに流れてきた水が空気路の第2スペース側の入り口まで伝わってしまうことを抑制できる。
また、前記突出部は、前記入り口を挟んだ両側に平行に伸びる一対の平行部を有すると共に、
第2スペース内に収納される複数の中空糸膜は、複数の中空糸膜が束になってU字状に折り曲げられて、その両端部が前記ケースの下方側となるように配置されており、かつ、各中空糸膜を前記ケースの下方側から上方側に見た場合の投影図における各中空糸膜の伸びる方向が、いずれも前記平行部に対して交差するように配置されているとよい。
これにより、複数の中空糸膜が束になってU字状に折り曲げられた部分が、一対の平行部の間に入り込んでしまうことを抑制できる。従って、空気路の第2スペース側の入り口が、複数の中空糸膜が束になってU字状に折り曲げられた部分により塞がれてしまうことを抑制できる。
前記平行部は、中央付近に比べて中央から離れた部分の突出量が少ないとよい。
これにより、突出部の全体が、複数の中空糸膜によって塞がれてしまうことを抑制できる。
前記突出部は、前記入り口を囲むように設けられているとよい。
これにより、第1スペースから第2スペースに流れてきた水が空気路の第2スペース側の入り口まで流れてしまうことを、より確実に抑制することができる。
以上説明したように、本発明によれば、複数の中空糸膜が収納されたスペースから空気をより確実に外部に逃がすことができる。
図1は本発明の実施例に係る浄水器本体に浄水カートリッジを装着する様子を示す模式的断面図である。 図2は本発明の実施例に係る浄水器の模式的断面図である。 図3は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの正面図である。 図4は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの側面図である。 図5は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの平面図である。 図6は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの底面図である。 図7は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。 図8は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。 図9は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。 図10は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。 図11は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図である。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、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。
(実施例)
図1〜図11を参照して、本発明の実施例に係る浄水カートリッジについて説明する。なお、本実施例においては、浄水カートリッジが適用される浄水器の一例として、ポット型の浄水器の場合を例にして説明する。ただし、本発明の浄水カートリッジは、各種の浄水器に適用可能である。なお、以下の説明において、「上(上部・上方)」とは、浄水器を水平面上に設置した場合における鉛直方向の上(上部・上方)を意味する。また、「下(下部・下方)」とは、浄水器を水平面上に設置した場合における鉛直方向の下(下部・下方)を意味する。
<浄水器>
図1及び図2を参照して、本実施例に係る浄水カートリッジ100を適用可能な浄水器について説明する。図1は本発明の実施例に係る浄水器本体に浄水カートリッジを装着する様子を示す模式的断面図である。図2は本発明の実施例に係る浄水器の模式的断面図である。ただし、図1及び図2中、浄水カートリッジ100については、断面図ではなく正面図にて示している。
浄水器500は、浄水カートリッジ100と、浄水カートリッジ100に装着されるOリング200と、ポット型のケース300とを備えている。なお、図中、Oリング200については一部破断断面図にて示している。
ケース300は、有底筒状の外ハウジング310と、段付きの筒状の内ハウジング320とを一体的に備えている。外ハウジング310には、取っ手330と、注ぎ口340とが設けられている。外ハウジング310内は、内ハウジング320によって、水道水などの原水が注入される注入領域R1と、浄化された水が貯められる貯留領域R2とが形成される。なお、浄水カートリッジ100が装着された状態においては、貯留領域R2は、注ぎ口340を除き、密閉された空間となる。内ハウジング320は浄水カートリッジ100を支持する円筒部321と、浄水カートリッジ100を位置決めする段差部322が設けられている。
浄水カートリッジ100をケース300に取り付ける場合には、Oリング200を装着した後に、円筒部321内に、図1中矢印X方向に段差部322に突き当たるまで浄水カートリッジ100を差し込めばよい。また、浄水カートリッジ100をケース300から取り外す場合には、浄水カートリッジ100を真上に引き抜けばよい。
以上のように構成される浄水器500においては、図2中矢印P方向に原水を注ぐと、浄水カートリッジ100によって浄化された水が、矢印Q方向に排出される。これにより、貯留領域R2に浄化された水が貯められる。なお、Oリング200によって、浄水カートリッジ100と内ハウジング320との間の環状隙間が封止されているため、原水が貯留領域R2に直接入り込んでしまうことは抑制される。
<浄水カートリッジ>
図3〜図11を参照して、本実施例に係る浄水カートリッジ100について説明する。図3は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの正面図である。図4は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの側面図である。図5は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの平面図である。図6は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの底面図である。図7は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図であり、図3中のV1−V1断面図
である。図8は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図であり、図3中のV2−V2断面図である。図9は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図であり、図4中のV3−V3断面図である。なお、図7〜図9においては、活性炭及び中空糸膜を収納していない状態を示している。図10は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図であり、図3中のV2−V2断面図である。図11は本発明の実施例に係る浄水カートリッジの模式的断面図であり、図4中のV3−V3断面図である。
浄水カートリッジ100は、筒状のケース110と、ケース110の上部に取り付けられる上キャップ(天板)120と、ケース110の下部に取り付けられる下キャップ(底板)130とを備えている。なお、上キャップ120と下キャップ130は、いずれもケース110に対して、嵌合により簡単に組み付けることができる。また、ケース110には、内部を上下に仕切る仕切り部117が設けられている。この仕切り部117を介して上方側に第1スペースS1が形成され、仕切り部117を介して下方側に第2スペースS2が形成される。なお、仕切り部117とケース110は一体となっている。また、仕切り部117は、第1スペースS1と第2スペースS2との境界部分である円形の孔の中央を通り、かつ、ケース110の内壁面の2か所で繋がるように設けられている(図7参照)。
また、ケース110は、第1スペースS1の側壁となる略円筒形状部111と、第2スペースS2の側壁となる略テーパ形状部112とを備えている。ただし、第2スペースS2の側壁を円筒形状としてもよい。そして、略円筒形状部111の外壁面側には一対の環状凸部113,114が形成されている。これら一対の環状凸部113,114の間に形成される環状溝部115に、上述したOリング200が装着される。また、略円筒形状部111のうち環状凸部114よりも上方側には、原水をケース110内に導くための複数の開口部116が設けられている。これら複数の開口部116が設けられている部位の内側には、原水に含まれる異物がケース内110に侵入することを防止するフィルタ140が設けられている。
上キャップ120には、複数の空気の逃がし孔(貫通孔)121,122が設けられている。これら複数の逃がし孔121,122のうち中央の逃がし孔121は、第2スペースS2内の空気を逃がすために設けられており、その周囲の3か所の逃がし孔122は、第1スペースS1内の空気を逃がすために設けられている。これらの逃がし孔121,122は、内径(孔径)が0.6mm以上1.0mm以下に設定される。これにより、孔内において、空気の流れを確保しつつ、水を流れ難くしている。また、下キャップ130には、浄水カートリッジ100によって浄化された水を第2スペースS2内に送り出すための排出口131が設けられている。
また、第1スペースS1内には、複数の活性炭170が収納されている。本実施例では、フィルタ140が設けられている領域の下側付近まで複数の活性炭170が収納されている。そして、第2スペースS2内には、複数の中空糸膜180が収納されている。これら複数の中空糸膜180は、複数の中空糸膜180が束になってU字状に折り曲げられて、その両端部がケース110の下方側となるように配置される。また、複数の中空糸膜180は、その両端部がケース110の下方側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181)。ただし、複数の中空糸膜180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180の外壁面間と、中空糸膜180の外壁面とケース110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180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181の端面側から排出される。なお、第2スペースS2内における中空糸膜180の充填率は、空気の抜け性能の観点から、45%以上55%以下に設定するのが望ましい。
また、ケース110内には、第1スペースS1内に収納されている活性炭170が、第2スペースS2に侵入しないように、仕切り部117の上部側にフィルタ150が配置されている。これにより、水は第2スペースS2に流れていくものの、活性炭170が第2スペースS2に侵入してしまうことはない。
更に、ケース110内においては、第1スペースS1内に、上下方向に伸びる管160が設けられている。この管160の管内を介して、第2スペースS2の内部からケース110の上部の天板(上キャップ120)の外側まで連通し、第2スペースS2内の空気をケース110の外部に逃がす空気路が形成される。以下、この空気路について、より詳細に説明する。
<空気路>
特に、図8〜図11を参照して、空気路について、詳細に説明する。仕切り部117には、その中央に、第1スペースS側に向かって突出する略円筒支持部117aが設けられている。この略円筒支持部117aの内壁面側は、第1スペースS1から第2スペースS2に連通する孔となっている。上キャップ120には、その中央に、第1スペースS1側に向かって突出する略円筒支持部123が設けられている。上述した逃がし孔121は、この略円筒支持部123の中心に設けられている。そして、管160は、その両端部が、仕切り部117に設けられた略円筒支持部117aと上キャップ120に設けられた略円筒支持部123にそれぞれ圧入されることで、位置決めされた状態で固定される。これにより、第1スペースS1と管160の管内との間で水や空気が行き来することはない。また、管160は、空気が十分に抜けるように、その内径が1.5mm以上6.0mm以下に設定されている。なお、管160の素材としては疎水性の材料が用いられ、例えば、PPやPE等のポレオリフィン系の材料を好適に用いることができる。
以上の構成により、第2スペースS2の内部からケース110の上部の天板(上キャップ120)の外側まで連通し、第2スペースS2内の空気をケース110の外部に逃がす空気路が形成される。また、空気路におけるケース110の外部側の端部には絞りが形成される。つまり、上キャップ120に設けられている逃がし孔121が空気路における絞りの役割を担っている。このように絞り(逃がし孔121)を設けたことによって、空気をケース110の外部に逃がしつつ、原水が空気路内に浸入してしまうことを抑制することができる。
ここで、空気路の第2スペースS2側の入り口E(略円筒支持部117aの内壁面側の孔の第2スペースS2側の開口端の部分)が、複数の中空糸膜180の束の頂上部分によって塞がれてしまうと、空気が抜け難くなってしまう。また、第1スペースS1から第2スペースS2に流れてきた水が、仕切り部117の下面を伝わって、界面張力によって入り口Eを塞ぐような膜を形成してしまうおそれもある。この場合にも、空気が抜けにくくなってしまう。そこで、本実施例に係る浄水カートリッジ100においては、仕切り部117に、水が入り口Eまで流れないようにし、かつ入り口Eと中空糸膜180との間に隙間を確保させる突出部117bが設けられている。以下、この突出部117bについて詳細に説明する。
<突出部>
特に、図8〜図11を参照して、突出部117bについて、より詳細に説明する。仕切り部117には、第2スペースS2内に向かって突出し、中空糸膜180の第1スペースS1側への移動を規制する突出部117bが設けられている。これにより、第1スペースS1から第2スペースS2に流れてきた水が空気路の第2スペースS2側の入り口Eまで流れないようにしている。また、この入り口Eと中空糸膜180との間に隙間を確保させることができる。
そして、この突出部117bは、空気路の第2スペースS2側の入り口Eを挟んだ両側に平行に伸びる一対の平行部117b1を有している。なお、図9の丸で囲った部分に、突出部117bを下側から見た拡大図を示している。また、本実施例では、これら一対の平行部117b1の両側は円弧状部分117b2によって繋がっている。ただし、円弧状ではなく直線状の部分で繋げてもよい。このように、突出部117bは、空気路の第2スペースS2側の入り口Eを囲むように設けられている。こうすることで、第1スペースS1から第2スペースS2に流れてきた水が空気路の第2スペースS2側の入り口Eまで流れてしまうことを、より確実に抑制することができる。図10の丸で囲った部分には、突出部117b付近の拡大断面図を示している。図示のように、水は、突出部117bの外壁面を伝わるように、矢印X方向に流れていくので、入り口Eまで流れてしまうことを抑制できる。また、突出部117bにおける一対の平行部117b1は、中央付近に比べて中央から離れた部分の突出量が少なくなるように構成されている(図9,11参照)。これにより、突出部117bの全体が、複数の中空糸膜180の束の頂上部分によって塞がれてしまうことを抑制している。
これに対して、第2スペースS2内に収納される複数の中空糸膜180は、複数の中空糸膜180が束になってU字状に折り曲げられて、その両端部がケース110の下方側となるように配置されている。そして、各中空糸膜180をケース110の下方側から上方側に見た場合の投影図における各中空糸膜180の伸びる方向が、いずれも突出部117bにおける一対の平行部117b1に対して交差するように、中空糸膜180は配置されている(図10,11参照)。これにより、中空糸膜180の束の頂上部分(U字状に折り曲げられた部分)が、一対の平行部117b1の間に入り込んでしまうことを抑制することができる。これにより、入り口Eが複数の中空糸膜180の束の頂上部分によって塞がれてしまうことをより確実に抑制することができる。
<浄水カートリッジによる水の浄化>
本実施例に係る浄水カートリッジ100による水の浄化について説明する。上記の通り、浄水器500の注入領域R1に水道水などの原水が注入されると、浄水カートリッジ100におけるケース110に設けられた複数の開口部116からケース110内に原水が入り込んでいく。このとき、フィルタ140によって、異物(比較的大きめの異物)がケース110内に侵入することは防止される。その後、原水は、重力によって、第1スペースS1に流れていく。第1スペースS1においては、複数の活性炭170によって、原水中の残留塩素,トリハロメタン,有機不純物などが吸着される。活性炭170により吸着処理が施された水は、重力によって、フィルタ150を通って、第2スペースS2に流れていく。第2スペースS2においては、中空糸膜180によって、水中の微粒子が膜分離によって分離される。このように、原水は、活性炭170による吸着処理と、中空糸膜180による膜分離処理が施される。浄化後の水は、各中空糸膜180の中空内部を通って、ポッティング部181の端面側から排出され、下キャップ130に設けられた排出口131から貯留領域R2へと排出される。
<本実施例に係る浄水カートリッジの優れた点>
本実施例に係る浄水カートリッジ100によれば、空気路によって、第2スペースS2内部の空気をケース110の外部に逃がすことができる。これにより、中空糸膜180の表面に気泡が滞留してしまうことを抑制することができる。そして、本実施例に係る浄水カートリッジ100においては、仕切り部117に設けられた突出部117bによって、空気路の第2スペースS2側の入り口Eと中空糸膜180との間に隙間が確保される。これにより、空気路の第2スペースS2側の入り口Eが中空糸膜180によって塞がれてしまうことを抑制できる。また、突出部117bによって、第1スペースS1から第2スペースS2に流れてきた水が空気路の第2スペースS2側の入り口Eまで伝わってしまうこ
とを抑制できる。従って、入り口Eが水の膜によって塞がれてしまうことも抑制できる。
また、本実施例に係る浄水カートリッジ100においては、各中空糸膜180をケース110の下方側から上方側に見た場合の投影図における各中空糸膜180の伸びる方向が、いずれも突出部117bにおける平行部117b1に対して交差している。これにより、複数の中空糸膜180が束になってU字状に折り曲げられた部分が、一対の平行部117b1の間に入り込んでしまうことを抑制できる。従って、空気路の第2スペースS2側の入り口Eが、複数の中空糸膜180が束になってU字状に折り曲げられた部分により塞がれてしまうことを抑制できる。
また、突出部117bにおける平行部117b1は、中央付近に比べて中央から離れた部分の突出量が少なくなるように構成されている。これにより、突出部117bの全体が、複数の中空糸膜180によって塞がれてしまうことを抑制できる。
更に、突出部117bは、空気路の第2スペースS2側の入り口Eを囲むように設けられている。これにより、第1スペースS1から第2スペースS2に流れてきた水が、この入り口Eまで流れてしまうことを、より確実に抑制することができる。従って、入り口Eが水の膜によって塞がれてしまうことを、より確実に抑制できる。
以上のように、本実施例に係る浄水カートリッジ100によれば、複数の中空糸膜180が収納された第2スペースS2から空気をより確実に外部に逃がすことができる。なお、本実施例においては、第1スペースS1内に複数の活性炭170が収納される場合を示したが、本発明は、第1スペースS1内に、活性体170に限らず、イオン交換樹脂膜等が収納される場合にも適用可能である。
100 浄水カートリッジ
110 ケース
111 略円筒形状部
112 略テーパ形状部
113,114 環状凸部
115 環状溝部
116 開口部
117 仕切り部
117a 略円筒支持部
117b 突出部
117b1 平行部
117b2 円弧状部分
120 上キャップ
121,122 逃がし孔
123 略円筒支持部
130 下キャップ
131 排出口
140,150 フィルタ
160 管
170 活性炭
180 中空糸膜
181 ポッティング部
200 Oリング
300 ケース
310 外ハウジング
320 内ハウジング
321 円筒部
322 段差部
330 取っ手
340 注ぎ口
500 浄水器
E 入り口
R1 注入領域
R2 貯留領域
S1 第1スペース
S2 第2スペース

Claims (4)

  1. 浄水器本体に対して着脱自在に構成される浄水カートリッジであって、
    水の通り道を確保しつつ内部を仕切る仕切り部を有し、該仕切り部を介して上方側の第1スペースと下方側の第2スペースが形成されるケースを備えており、
    第2スペースには複数の中空糸膜が収納され、中空糸膜による膜分離処理を施す浄水カートリッジにおいて、
    第1スペース内には上下方向に伸びる管が設けられており、この管内を介して、第2スペース内部から前記ケース上部の天板の外側まで連通し、第2スペース内の空気を前記ケースの外部に逃がす空気路が形成されると共に、
    前記仕切り部には、第2スペース内に向かって突出し、前記中空糸膜の第1スペース側への移動を規制することで、前記空気路の第2スペース側の入り口と前記中空糸膜との間に隙間を確保させる突出部が設けられていることを特徴とする浄水カートリッジ。
  2. 前記突出部は、前記入り口を挟んだ両側に平行に伸びる一対の平行部を有すると共に、
    第2スペース内に収納される複数の中空糸膜は、複数の中空糸膜が束になってU字状に折り曲げられて、その両端部が前記ケースの下方側となるように配置されており、かつ、各中空糸膜を前記ケースの下方側から上方側に見た場合の投影図における各中空糸膜の伸びる方向が、いずれも前記平行部に対して交差するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の浄水カートリッジ。
  3. 前記平行部は、中央付近に比べて中央から離れた部分の突出量が少ないことを特徴とする請求項2に記載の浄水カートリッジ。
  4. 前記突出部は、前記入り口を囲むように設けられていることを特徴とする請求項1,2または3に記載の浄水カートリッジ。
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