JP2021146304A - Cartridge for water purifier - Google Patents

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彰真 鈴木
Akimasa Suzuki
彰真 鈴木
康崇 田中
Yasutaka Tanaka
康崇 田中
卓 磯部
Taku Isobe
卓 磯部
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Abstract

To provide a safe water purifier cartridge that does not scatter around granular filter media such as activated carbon or spurt out water, even if the user neglects to replace the cartridge and uses it for a much longer period than expected, thereby causing damage to the cartridge.SOLUTION: A cartridge for a water purifier is provided with a bottomed cylindrical cartridge case, a filter medium, a lid fixed near the opening of the cartridge case, an inner lid that is watertightly engaged with the cartridge case between the lid and the filter medium, and a communication opening for communicating the inside and the outside of the lid.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、家庭のキッチンにおいて水道水をろ過する浄水器の本体切換器に取り付ける、交換可能な浄水器用カートリッジに関する。 The present invention relates to a replaceable water purifier cartridge that is attached to a main body switch of a water purifier that filters tap water in a home kitchen.

近年、家庭において水道水を浄化する浄水器が広く利用されている。浄水器の浄水器用カートリッジには、水道水中の遊離残留塩素、カビ臭、トリハロメタンを除去する活性炭、鉛を除去するイオン交換体、濁質を除去する中空糸膜などの各種ろ材が収容されている。浄水器用カートリッジは、ケースと蓋体を有し、それらの内部空間に各種ろ材が充填されているものが多数を占める。 In recent years, water purifiers that purify tap water have been widely used in homes. Water purifier cartridges contain various filter media such as free residual chlorine in tap water, musty odor, activated carbon that removes trihalomethanes, ion exchangers that remove lead, and hollow fiber membranes that remove turbidity. .. Most water purifier cartridges have a case and a lid, and the internal space between them is filled with various filter media.

それらのろ材は処理できるろ過水量が限られているため、浄水器用カートリッジを定期的に交換しながら、浄水器を継続使用するのが一般的である。浄水器用カートリッジは、水道蛇口を開閉するたびに水圧が負荷され、ろ材の目詰まりが進行するとその水圧は大きくなるが、ろ過機能が低下した時点で新しい浄水器用カートリッジに交換するため、破損に至ることはない。浄水器用カートリッジの耐圧強度は、最大使用水圧と使用期間を前提にして、さらに安全率をかけて設計されている。 Since the amount of filtered water that can be processed by these filter media is limited, it is common to continue to use the water purifier while regularly replacing the cartridge for the water purifier. Water pressure is applied to the water purifier cartridge every time the water faucet is opened and closed, and the water pressure increases as the filter medium becomes clogged, but when the filtration function deteriorates, it is replaced with a new water purifier cartridge, resulting in damage. There is no such thing. The compressive strength of the water purifier cartridge is designed with a safety factor on the premise of the maximum water pressure and the period of use.

しかしながら、このような設計上の配慮にもかかわらず、使用者が浄水器用カートリッジの交換を怠り、想定した使用期間を大幅に超えて使用すると、ろ材の目詰まりが想定以上に進行して最大使用水圧を超える水圧が負荷されたり、水圧の負荷の回数が想定を大幅に上回ったりすることで、浄水器用カートリッジが破損に至ることがある。浄水器用カートリッジのケースが破損すると、活性炭などの粒状のろ材が散乱して、キッチンの床面が真っ黒に汚れてしまうという問題点があった。 However, despite such design considerations, if the user neglects to replace the water purifier cartridge and uses it significantly beyond the expected usage period, clogging of the filter medium will progress more than expected and maximum use will occur. The water purifier cartridge may be damaged if a water pressure exceeding the water pressure is applied or the number of times the water pressure is applied greatly exceeds the assumption. When the case of the cartridge for the water purifier is damaged, there is a problem that granular filter media such as activated carbon are scattered and the floor surface of the kitchen becomes black.

この問題点に対し、特許文献1には、蓋体の耐圧強度をケースの耐圧強度よりも小さくした浄水器用カートリッジが提案されている。浄水器用カートリッジの内部に大きな水圧がかかっても、ケースが破損する前に、耐圧強度の弱い蓋体に少し亀裂が入るので、そこから水が漏れ出す。そのため、蓋体が破損してもケースは破損しないので、粒状のろ材が周囲に散乱することはない。 To solve this problem, Patent Document 1 proposes a cartridge for a water purifier in which the compressive strength of the lid is smaller than the compressive strength of the case. Even if a large amount of water pressure is applied to the inside of the water purifier cartridge, the lid with weak compressive strength will crack a little before the case is damaged, so water will leak from there. Therefore, even if the lid is damaged, the case is not damaged, and the granular filter medium is not scattered around.

また、特許文献2には、亀裂発生部を有する容器本体と、容器本体の一方端に被せられる蓋部材を有する収容容器が提案されている。亀裂発生部が容器本体の一方端に設けられているので、容器本体に大きな水圧が負荷されたときに亀裂発生部に亀裂が生じても、蓋部材に亀裂が入ることは無い。さらに、亀裂から漏れた水が容器本体と蓋部材の間を移動して外部に達し、内部の圧力を逃がすことができる。 Further, Patent Document 2 proposes a container body having a crack generation portion and a storage container having a lid member covering one end of the container body. Since the crack-generating portion is provided at one end of the container body, even if the crack-generating portion cracks when a large water pressure is applied to the container body, the lid member does not crack. Further, the water leaking from the crack can move between the container body and the lid member and reach the outside to release the internal pressure.

特許第4639547号公報Japanese Patent No. 4639547 特開2015−211934号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-21934

しかしながら、特許文献1の技術では、大きな水圧に耐えていた蓋体が破損した瞬間に、蓋体に発生した亀裂が一気に拡大する可能性がある。蓋体の亀裂が広がり過ぎると、ろ材が周囲に散乱することがなくても、蓋体の亀裂から水が噴き出してしまう懸念があり、その結果としてキッチンの床面が水浸しになってしまう。 However, in the technique of Patent Document 1, there is a possibility that the crack generated in the lid body expands at once at the moment when the lid body that has withstood a large water pressure is damaged. If the cracks in the lid are too wide, there is a concern that water will spurt out from the cracks in the lid even if the filter media is not scattered around, and as a result, the floor of the kitchen will be flooded.

また、特許文献2の技術では、亀裂発生部である雄ネジ部の範囲が広いため、たまたま雄ネジの根元に亀裂が入ることもある。そして大きな水圧に耐えていた容器本体が、雄ネジの根元の亀裂発生部を起点にして一気に破断すると、収容したろ材が周囲に散乱したり、水が噴き出したりする可能性が否定できない。 Further, in the technique of Patent Document 2, since the range of the male screw portion which is the crack generation portion is wide, a crack may occur at the root of the male screw by chance. If the container body, which has withstood a large amount of water pressure, breaks at once starting from the cracked part at the base of the male screw, the contained filter medium may be scattered around or water may spurt out.

本発明は、上記の課題に鑑み、使用者が浄水器用カートリッジの交換を怠り、想定した使用期間を大幅に超えて使用して、浄水器用カートリッジが破損に至っても、活性炭などの粒状のろ材が周囲に散乱したり、水が噴き出したりすることが無い、安全な浄水器用カートリッジを提供する。 In view of the above problems, in the present invention, even if the user neglects to replace the water purifier cartridge and uses the water purifier cartridge significantly beyond the expected usage period and the water purifier cartridge is damaged, a granular filter medium such as activated carbon can be used. Provide a safe water purifier cartridge that does not scatter around or spout water.

上記の課題を解決する浄水器用カートリッジは、
有底筒状のカートリッジケースと、
上記カートリッジケースの内側に収納されたろ材と、
上記カートリッジケースの開口近傍に固定され、カートリッジケースの内側と外側とを連通する連通口を有する蓋体と、
上記蓋体と上記ろ材の間に配置され、上記カートリッジケースに水密に係合されて蓋体とろ材とを仕切る内蓋と、を備えている。
A cartridge for a water purifier that solves the above problems is
With a bottomed cylindrical cartridge case,
The filter media stored inside the cartridge case and
A lid that is fixed near the opening of the cartridge case and has a communication port that communicates the inside and outside of the cartridge case.
It is provided between the lid body and the filter medium, and has an inner lid that is watertightly engaged with the cartridge case to separate the lid body and the filter medium.

本発明の浄水器用カートリッジは、
上記蓋体が、円盤状の天面部と、上記カートリッジケースの開口近傍に固定される円筒部を有し、
上記円筒部の外径は、上記天面部の外径よりも小さく、
上記円筒部に設けた切り欠きが、上記連通口である、ことが好ましい。
The cartridge for a water purifier of the present invention
The lid has a disk-shaped top surface and a cylindrical portion fixed in the vicinity of the opening of the cartridge case.
The outer diameter of the cylindrical portion is smaller than the outer diameter of the top surface portion.
It is preferable that the notch provided in the cylindrical portion is the communication port.

本発明の浄水器用カートリッジは、上記連通口の連通断面積が1平方ミリメートル以上20平方ミリメートル以下であることが好ましい。 The water purifier cartridge of the present invention preferably has a communication cross-sectional area of 1 square millimeter or more and 20 square millimeters or less.

本発明の浄水器用カートリッジは、上記カートリッジケースと上記蓋体が、超音波溶着法によって固定されたことが好ましい。 In the water purifier cartridge of the present invention, it is preferable that the cartridge case and the lid are fixed by an ultrasonic welding method.

本発明の浄水器用カートリッジによれば、蓋体とろ材を仕切る内蓋があるので、使用者が浄水器用カートリッジの交換を怠り、想定した使用期間を大幅に超えて使用することで、浄水器用カートリッジの内蓋に亀裂が入り、その亀裂が一気に拡大したとしても、カートリッジケースと蓋体は破損しないので、ろ材が周囲に散乱したり、水が勢いよく噴き出したりすることはない。また、蓋体には、カートリッジケースの内側と外側を連通する連通口があるので、内蓋の亀裂から漏れた水は小さい連通口から勢い弱く出るだけであり、使用者はそれを見て、使用期間を大幅に超えて使用していたことに気付くことができる。 According to the cartridge for water purifier of the present invention, since there is an inner lid that separates the lid and the filter medium, the user neglects to replace the cartridge for water purifier and uses the cartridge for a water purifier significantly beyond the expected usage period. Even if the inner lid of the filter is cracked and the crack expands at once, the cartridge case and lid will not be damaged, so the filter medium will not be scattered around and water will not spurt out vigorously. Also, since the lid has a communication port that communicates between the inside and outside of the cartridge case, the water leaking from the crack in the inner lid only flows out weakly from the small communication port, and the user sees it and sees it. You can notice that it was used for a long time.

また、本発明の好ましい態様の浄水器用カートリッジによれば、蓋体が、円盤状の天面部と、カートリッジケースの開口近傍に固定される円筒部を有し、円筒部の外径は、天面部の外径よりも小さく、円筒部に設けた切り欠きが連通口になっているので、内蓋の亀裂から漏れた水は蓋体の切り欠きから出て、カートリッジケースの内周面に当たるので、水の勢いがさらに弱まり安全である。切り欠きは、天面部より外径が小さい円筒部に設けられているので、上方から見ることはできず、側方からも見えにくいので、外観上も好ましい。 Further, according to the water purifier cartridge of the preferred embodiment of the present invention, the lid has a disk-shaped top surface portion and a cylindrical portion fixed in the vicinity of the opening of the cartridge case, and the outer diameter of the cylindrical portion is the top surface portion. Since it is smaller than the outer diameter of the lid and the notch provided in the cylindrical part serves as a communication port, the water leaking from the crack in the inner lid comes out from the notch in the lid and hits the inner peripheral surface of the cartridge case. The momentum of water is further weakened and it is safe. Since the notch is provided in the cylindrical portion having an outer diameter smaller than that of the top surface portion, it cannot be seen from above and is difficult to see from the side, which is preferable in terms of appearance.

また、本発明の好ましい態様の浄水器用カートリッジによれば、連通口の連通断面積が1mm以上20mm以下であるので、確実に水の勢いを弱めながら、浄水器用カートリッジ内の圧力を逃がすことができる。 Further, according to the water purifier cartridge of the preferred embodiment of the present invention, the communication cross-sectional area of the communication port is 1 mm 2 or more and 20 mm 2 or less, so that the pressure in the water purifier cartridge can be released while surely weakening the momentum of water. Can be done.

また、本発明の好ましい態様の浄水器用カートリッジによれば、カートリッジケースと蓋体とが超音波溶着法によって固定されているので、カートリッジケースと蓋体が一体化していて強度が高く、内蓋に亀裂が入るよりも先にカートリッジケースと蓋体が外れてしまうことはなく安全である。 Further, according to the cartridge for a water purifier according to a preferred embodiment of the present invention, since the cartridge case and the lid are fixed by the ultrasonic welding method, the cartridge case and the lid are integrated and have high strength, and the inner lid has a high strength. It is safe because the cartridge case and lid will not come off before the cracks occur.

本発明の一実施形態例に係る浄水器用カートリッジの縦断面図である。It is a vertical sectional view of the cartridge for a water purifier which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態例に係る浄水器用カートリッジが浄水器本体と接続されてなる蛇口直結型浄水器の正面図である。It is a front view of the faucet direct connection type water purifier in which the water purifier cartridge which concerns on one Embodiment of this invention is connected to a water purifier main body. 本発明の一実施形態例に係る浄水器用カートリッジの蓋体の斜視図と側面図である。It is a perspective view and the side view of the lid body of the cartridge for a water purifier which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態例に係る浄水器用カートリッジの蓋体の斜視図と側面図である。It is a perspective view and the side view of the lid body of the cartridge for a water purifier which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態例に係る浄水器用カートリッジの蓋体の斜視図と側面図である。It is a perspective view and the side view of the lid body of the cartridge for a water purifier which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態例に係る浄水器用カートリッジの蓋体の斜視図である。It is a perspective view of the lid body of the cartridge for a water purifier which concerns on 4th Embodiment of this invention.

本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態例に係る浄水器用カートリッジの縦断面図である。図2は、本発明の一実施形態例に係る浄水器用カートリッジが本体切換器と接続されてなる蛇口直結型浄水器の正面図である。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a water purifier cartridge according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of a faucet direct connection type water purifier in which a water purifier cartridge according to an embodiment of the present invention is connected to a main body switch.

浄水器用カートリッジ1を構成する各部材について説明する。
浄水器用カートリッジ1は、上端が開口した有底筒状のカートリッジケース2と、カートリッジケース2の上端開口に固定される蓋体3とで形成される内部空間に、中空糸膜束9と粒状ろ材10が収納されている。
Each member constituting the water purifier cartridge 1 will be described.
The water purifier cartridge 1 has a hollow fiber membrane bundle 9 and a granular filter medium in an internal space formed by a bottomed cylindrical cartridge case 2 having an open upper end and a lid 3 fixed to the upper end opening of the cartridge case 2. 10 is stored.

カートリッジケース2は、下端近傍の側面に原水入口11を、下端面の中央部に浄水出口12を有している。カートリッジケース2の下端部内面には、浄水出口12を囲うように、中空糸膜モジュール18の中空糸膜束9の開口部を有する側の端部を嵌入させるための筒部が設けられている。原水入口11には入口開口周囲に、本体切換器20と接続するためのバヨネット機構が設けられている。 The cartridge case 2 has a raw water inlet 11 on a side surface near the lower end and a water purification outlet 12 in the center of the lower end surface. On the inner surface of the lower end portion of the cartridge case 2, a tubular portion for fitting the end portion of the hollow fiber membrane module 18 having the opening of the hollow fiber membrane bundle 9 is provided so as to surround the water purification outlet 12. .. The raw water inlet 11 is provided with a bayonet mechanism for connecting to the main body switch 20 around the inlet opening.

中空糸膜モジュール18は、所定本数の中空糸膜を束ねて逆U字状に折り曲げた中空糸膜束9を略筒状の内筒4の内側に収容し、内筒4の下端側内面と中空糸膜束9の下端側、および中空糸膜の下端側同士を、ポリウレタンやエポキシ樹脂などのポッティング材で封止固定したものである。中空糸膜束9の下端面は開口し、浄水出口12に向いている。中空糸膜の材質としては、親水化したポリスルホンが好適に使用される。材料が異なる複数種類の中空糸膜を組み合わせても良い。疎水性のポリエチレンやポリプロピレンの中空糸膜を入れれば、水に混入した空気を効率良く排出することができる。中空糸膜束9は逆U字状に折り曲げられているが、直線状で、その上端の開口が接着剤や熱融着で封止されている中空糸膜束であってもよい。 The hollow fiber membrane module 18 accommodates a hollow fiber membrane bundle 9 obtained by bundling a predetermined number of hollow fiber membranes and bending them in an inverted U shape inside a substantially tubular inner cylinder 4, and with the inner surface on the lower end side of the inner cylinder 4. The lower end side of the hollow fiber membrane bundle 9 and the lower end side of the hollow fiber membrane are sealed and fixed with a potting material such as polyurethane or epoxy resin. The lower end surface of the hollow fiber membrane bundle 9 is open and faces the water purification outlet 12. Hydrophilic polysulfone is preferably used as the material of the hollow fiber membrane. A plurality of types of hollow fiber membranes made of different materials may be combined. By inserting a hollow fiber membrane of hydrophobic polyethylene or polypropylene, the air mixed in the water can be efficiently discharged. The hollow fiber membrane bundle 9 is bent in an inverted U shape, but may be a hollow fiber membrane bundle that is linear and the opening at the upper end thereof is sealed with an adhesive or heat fusion.

内筒4は、合成樹脂製で円筒形の支持筒31と不織布33から成る。支持筒31の周面には、格子状の複数の開口32が設けられていて、この開口32を覆うように不織布33が固定されている。不織布33は、対面する粒状ろ材10を漏らさず、処理されるべき水を通過させる機能を有するもので、不織布33の目開きは、粒状ろ材10の粒径より小さいものとなっている。 The inner cylinder 4 is made of synthetic resin and is composed of a cylindrical support cylinder 31 and a non-woven fabric 33. A plurality of lattice-shaped openings 32 are provided on the peripheral surface of the support cylinder 31, and the non-woven fabric 33 is fixed so as to cover the openings 32. The non-woven fabric 33 has a function of allowing water to be treated to pass through without leaking the facing granular filter medium 10, and the mesh size of the non-woven fabric 33 is smaller than the particle size of the granular filter medium 10.

外筒5は、合成樹脂製で円筒形の支持筒34と不織布36から成る。内筒4と同様、支持筒34の周面には格子状の複数の開口35が設けられていて、この開口35を覆うように不織布36が固定されている。不織布36は、対面する粒状ろ材10を漏らさず、処理されるべき水を通過させる機能を有するもので、不織布材36の目開きは、粒状ろ材10の粒径より小さいものとなっている。 The outer cylinder 5 is made of synthetic resin and is composed of a cylindrical support cylinder 34 and a non-woven fabric 36. Similar to the inner cylinder 4, a plurality of lattice-shaped openings 35 are provided on the peripheral surface of the support cylinder 34, and the non-woven fabric 36 is fixed so as to cover the openings 35. The non-woven fabric 36 has a function of allowing water to be treated to pass through without leaking the facing granular filter medium 10, and the mesh size of the non-woven fabric material 36 is smaller than the particle size of the granular filter medium 10.

外筒5の下端には縮径部があり、内筒4の下端近傍の外周と嵌合している。すなわち、外筒5と内筒4により円柱状の空間が形成されていて、後述の粒状ろ材10が充填できるようになっている。 The lower end of the outer cylinder 5 has a reduced diameter portion, and is fitted with the outer circumference near the lower end of the inner cylinder 4. That is, a columnar space is formed by the outer cylinder 5 and the inner cylinder 4, and the granular filter medium 10 described later can be filled.

外筒5の下端外周面には、径方向外側に向けて離散的に配置した複数の凸部5aを有している。複数の凸部5aはカートリッジケース2の内壁面に当接し、間隙14をより確実に形成・保持することで、原水流路を確保して圧力損失を低減し、カートリッジの流量を最大限に発揮することができる。 The outer peripheral surface of the lower end of the outer cylinder 5 has a plurality of convex portions 5a arranged discretely toward the outer side in the radial direction. The plurality of convex portions 5a abut on the inner wall surface of the cartridge case 2 to more reliably form and hold the gap 14, thereby securing the raw water flow path, reducing the pressure loss, and maximizing the flow rate of the cartridge. can do.

粒状ろ材10は、前述の内筒4と外筒5で形成される円柱状の空間に充填される。粒状ろ材10としては、椰子殻を原料とした活性炭や、鉛を除去するのに適したイオン交換体などを、適宜組み合わせて使用できる。粒径を小さくすると表面積が増え、吸着能力やイオン交換能力を高めることができる。平均粒径として30〜150μmのろ材を採用することが好ましい。 The granular filter medium 10 is filled in the columnar space formed by the inner cylinder 4 and the outer cylinder 5 described above. As the granular filter medium 10, activated carbon made from coconut shells, an ion exchanger suitable for removing lead, and the like can be appropriately combined and used. When the particle size is reduced, the surface area is increased, and the adsorption capacity and the ion exchange capacity can be enhanced. It is preferable to use a filter medium having an average particle size of 30 to 150 μm.

製造工程においては、内筒4の上端部と外筒5の上端部との間から粒状ろ材10を充填する。充填時、粒状ろ材10に対して振動と吸気を使って充填密度を0.50〜0.75g/mLに高め、浄水器用カートリッジとしてのろ過能力を高めている。充填完了後、粒状ろ材10の上から弾性部材8を載せ、さらに上から内蓋6を嵌着させる。弾性部材8が粒状ろ材10と内蓋6に密着することにより、原水が粒状ろ材10をショートカット(原水が弾性部材8と粒状ろ材10との間を通過すること)することはない。弾性部材8としては、ポリオレフィンフォームやシリコーンゴムを使用できる。 In the manufacturing process, the granular filter medium 10 is filled between the upper end portion of the inner cylinder 4 and the upper end portion of the outer cylinder 5. At the time of filling, the packing density of the granular filter medium 10 is increased to 0.50 to 0.75 g / mL by using vibration and intake air, and the filtration capacity as a cartridge for a water purifier is enhanced. After the filling is completed, the elastic member 8 is placed on the granular filter medium 10, and the inner lid 6 is further fitted from above. Since the elastic member 8 is in close contact with the granular filter medium 10 and the inner lid 6, the raw water does not shortcut the granular filter medium 10 (the raw water passes between the elastic member 8 and the granular filter medium 10). As the elastic member 8, polyolefin foam or silicone rubber can be used.

内蓋6は円盤状で、中央に凹部6a、外周に円筒部6bを有している。凹部6aは、内筒4の上端近傍内周面にOリング37を介して水密に係合していて、粒状ろ材10に接触していない原水が、内筒4の内側にある中空糸膜束9に達しないようにしている。 The inner lid 6 has a disk shape, has a recess 6a in the center, and has a cylindrical portion 6b on the outer circumference. The recess 6a is watertightly engaged with the inner peripheral surface near the upper end of the inner cylinder 4 via an O-ring 37, and the raw water that is not in contact with the granular filter medium 10 is a hollow fiber membrane bundle inside the inner cylinder 4. I try not to reach 9.

内蓋6の円筒部6bは、カートリッジケース2の上端近傍内周面に、Oリング38を介して水密に係合している。すなわち、内蓋6の下面とカートリッジケース2で形成される内部空間が接水部、内蓋6の上面側は非接水部である。内蓋6とカートリッジ2で水圧に耐えなければならない構造であるが、内蓋6の強度をカートリッジ2の強度よりも小さくなるように設計しているために、破損に至るとしたら内蓋6である。円筒部6bは、その内周面で、外筒5の上端近傍外周面とも嵌合していて、水が流れないようになっている。内蓋6の材質には、透明のABS樹脂、AS樹脂、アクリル樹脂を用いることが好ましい。内蓋6に透明樹脂を用いると、組立時に異常がないことを確認できる。 The cylindrical portion 6b of the inner lid 6 is watertightly engaged with the inner peripheral surface near the upper end of the cartridge case 2 via the O-ring 38. That is, the lower surface of the inner lid 6 and the internal space formed by the cartridge case 2 are water contact portions, and the upper surface side of the inner lid 6 is a non-water contact portion. The structure is such that the inner lid 6 and the cartridge 2 must withstand water pressure, but since the strength of the inner lid 6 is designed to be smaller than the strength of the cartridge 2, if damage occurs, the inner lid 6 should be used. be. The cylindrical portion 6b is fitted with an outer peripheral surface near the upper end of the outer cylinder 5 on its inner peripheral surface so that water does not flow. As the material of the inner lid 6, it is preferable to use a transparent ABS resin, an AS resin, or an acrylic resin. When a transparent resin is used for the inner lid 6, it can be confirmed that there is no abnormality during assembly.

蓋体3は、円盤状の天面部3aと、天面部3aの外径より小さい外径の円筒部3bから成り、円筒部3bはカートリッジケース2の開口近傍・内周面に固定されている。蓋体3とカートリッジケース2とが固定されて一体化しているために強度が高い。浄水器用カートリッジ1に通水すると、内蓋6の下面とカートリッジケース2で形成される空間に水圧がかかり、内蓋6が上方向に抜ける力がかかるが、蓋体3がカートリッジケース2から外れてしまうことはない。内蓋6の強度より、蓋体3とカートリッジケース2の溶着部の強度が高くなるように設計しているので、破損に至るとしたら内蓋6である。 The lid 3 is composed of a disk-shaped top surface portion 3a and a cylindrical portion 3b having an outer diameter smaller than the outer diameter of the top surface portion 3a, and the cylindrical portion 3b is fixed to the vicinity of the opening and the inner peripheral surface of the cartridge case 2. Since the lid 3 and the cartridge case 2 are fixed and integrated, the strength is high. When water is passed through the water purifier cartridge 1, water pressure is applied to the space formed by the lower surface of the inner lid 6 and the cartridge case 2, and a force is applied to pull the inner lid 6 upward, but the lid 3 comes off from the cartridge case 2. It won't happen. Since the design is such that the strength of the welded portion between the lid body 3 and the cartridge case 2 is higher than the strength of the inner lid 6, the inner lid 6 is damaged.

図3は、蓋体3を下方から見た斜視図と側面図である。蓋体3の円筒部3bには逆U字状の切り欠き21が設けられている。切り欠き21は、蓋体3とカートリッジケース2の溶着後に、カートリッジケース2の内側と外側とを連通する連通口25になる。切り欠き21は、天面部3aより外径が小さい円筒部3bに設けられているので、上方から見ることはできない。円筒部3bをカートリッジケース2の上端開口に挿入した状態で固定するので、切り欠き21は側方からも見えにくい。使用者が、連通口25が開いていることを意識することは極めて少なく、外観上、好ましい。連通口25の連通断面積を1mm以上20平方mm以下としているので、後述のとおり、確実に水の勢いを弱めながら、浄水器用カートリッジ内の圧力を逃がすことができる。 FIG. 3 is a perspective view and a side view of the lid body 3 as viewed from below. The cylindrical portion 3b of the lid 3 is provided with an inverted U-shaped notch 21. The notch 21 becomes a communication port 25 that communicates the inside and the outside of the cartridge case 2 after the lid 3 and the cartridge case 2 are welded together. Since the notch 21 is provided in the cylindrical portion 3b having an outer diameter smaller than that of the top surface portion 3a, it cannot be seen from above. Since the cylindrical portion 3b is fixed in the state of being inserted into the upper end opening of the cartridge case 2, the notch 21 is difficult to see from the side. It is extremely rare for the user to be aware that the communication port 25 is open, which is preferable in terms of appearance. Since the communication cross-sectional area of the communication port 25 is 1 mm 2 or more and 20 square mm 2 or less, the pressure in the water purifier cartridge can be released while surely weakening the momentum of water as described later.

蓋体3の円筒部3bに設けた切り欠き21は、逆U字状ではなく逆V字状でも良く、図4に示すように2箇所の切り欠き22a、22bがあっても良い。図5に示すように断面四角形の貫通孔23であっても良い。図6に示すように蓋体3の天面部3aに断面円形の貫通孔24を設けても良く、天面部3aのデザインを工夫すれば、貫通孔24があることによる使用者の不安を払拭することができる。 The notch 21 provided in the cylindrical portion 3b of the lid 3 may have an inverted V shape instead of an inverted U shape, and may have two notches 22a and 22b as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the through hole 23 having a quadrangular cross section may be used. As shown in FIG. 6, a through hole 24 having a circular cross section may be provided on the top surface portion 3a of the lid body 3, and if the design of the top surface portion 3a is devised, the anxiety of the user due to the through hole 24 can be eliminated. be able to.

蓋体3の円筒部3bをカートリッジケース2の開口近傍・内周面に、超音波溶着により溶着すると、蓋体3がカートリッジケース2に強固に固定されるので好ましいが、円筒部3bにおねじを設け、カートリッジケース2の開口近傍・内周面にめねじを設け、ねじによる締結を行っても良い。 When the cylindrical portion 3b of the lid 3 is welded to the vicinity of the opening and the inner peripheral surface of the cartridge case 2 by ultrasonic welding, the lid 3 is firmly fixed to the cartridge case 2, which is preferable. , A female screw may be provided near the opening of the cartridge case 2 and on the inner peripheral surface, and fastening may be performed with the screw.

なお、本願において、上記した連通口25の連通断面積とは、蓋体3をカートリッジケース2に固定した状態における面積のことである。蓋体3とカートリッジケース2とを溶着によって固定すると、蓋体3の切り欠き21が溶着によって一部塞がる場合があるが、この場合は、溶着によって塞がらなかった部分の切り欠き21の面積が連通断面積となる。一方で、蓋体3とカートリッジ2とをねじによる締結で固定すると、他の部材で切り欠き21が塞がれていなければ、切り欠き21の面積がそのまま連通断面積となる。要するに、本願における連通断面積とは、蓋体3とカートリッジケース2とを固定した状態において、カートリッジケース2の内側と外側とを連通している部分の面積のことである。 In the present application, the communication cross-sectional area of the communication port 25 is the area in which the lid 3 is fixed to the cartridge case 2. When the lid 3 and the cartridge case 2 are fixed by welding, the notch 21 of the lid 3 may be partially closed by welding, but in this case, the area of the notch 21 of the portion not closed by welding communicates. It becomes the cross-sectional area. On the other hand, when the lid 3 and the cartridge 2 are fixed by fastening with screws, the area of the notch 21 becomes the communication cross-sectional area as it is unless the notch 21 is closed by another member. In short, the communication cross-sectional area in the present application is the area of the portion where the inside and the outside of the cartridge case 2 are communicated with each other in a state where the lid 3 and the cartridge case 2 are fixed.

以上のように構成された浄水器用カートリッジ1の使用について説明する。
原水入口11から入った原水は筒状の間隙14に導かれ、外筒5、粒状ろ材10、内筒4をその順で径方向に通過して、中空糸膜束9に至る。原水は粒状ろ材10と接触することにより、原水中の遊離残留塩素、カビ臭、トリハロメタンや、鉛などが除去される。次に、水は中空糸膜束9により濁質が除去されて浄水となり、浄水出口12から吐出される。
The use of the water purifier cartridge 1 configured as described above will be described.
The raw water entering from the raw water inlet 11 is guided through the tubular gap 14, passes through the outer cylinder 5, the granular filter medium 10, and the inner cylinder 4 in that order in the radial direction, and reaches the hollow fiber membrane bundle 9. When the raw water comes into contact with the granular filter medium 10, free residual chlorine, musty odor, trihalomethane, lead and the like in the raw water are removed. Next, the turbidity of the water is removed by the hollow fiber membrane bundle 9 to purify the water, and the water is discharged from the water purification outlet 12.

ろ材は処理できるろ過水量が限られているため、使用者は、浄水器用カートリッジを定期的に交換しながら、浄水器を継続使用する。浄水器用カートリッジは、水道蛇口を開閉するたびに水圧の負荷がかかり、ろ材の目詰まりが進行するとその水圧は大きくなるが、ろ過機能が低下した時点で新しい浄水器用カートリッジに交換するため、破損に至ることはない。 Since the amount of filtered water that can be processed by the filter medium is limited, the user continues to use the water purifier while regularly replacing the cartridge for the water purifier. Water purifier cartridges are loaded with water pressure each time the water faucet is opened and closed, and as the filter media becomes clogged, the water pressure increases, but when the filtration function deteriorates, it is replaced with a new water purifier cartridge, resulting in damage. It never reaches.

しかしながら、使用者がカートリッジの交換を怠り、想定した使用期間を大幅に超えて使用すると、ろ材の目詰まりが想定以上に進行して最大使用水圧を超える水圧の負荷がかかり、水圧の負荷の回数が想定を大幅に上回ったりする。その場合、本発明の浄水器用カートリッジ1では、まず内蓋6が破損に至る。大きな水圧に耐えていた内蓋6が破損した瞬間に、内蓋6に発生した亀裂が一気に拡大する可能性もある。 However, if the user neglects to replace the cartridge and uses it for a significantly longer period than expected, the filter medium will become clogged more than expected and a water pressure load exceeding the maximum water pressure will be applied, resulting in the number of water pressure loads. Is much higher than expected. In that case, in the water purifier cartridge 1 of the present invention, the inner lid 6 is first damaged. At the moment when the inner lid 6 that has withstood a large water pressure is damaged, the crack generated in the inner lid 6 may expand at once.

しかしながら、カートリッジケース2と蓋体3は破損しないので、ろ材が周囲に散乱したり、水が勢いよく噴き出したりすることはない。蓋体3には、カートリッジケース2の内側と外側を連通する連通口25があるので、内蓋6の亀裂から漏れた水は小さい連通口25から勢い弱く出るだけであり、使用者はそれを見て、使用期間を大幅に超えて使用していたことに気付く。 However, since the cartridge case 2 and the lid 3 are not damaged, the filter medium does not scatter around and water does not spout out vigorously. Since the lid 3 has a communication port 25 that communicates the inside and the outside of the cartridge case 2, the water leaking from the crack of the inner lid 6 only weakly flows out from the small communication port 25, and the user can use it. I noticed that I was using it for a long time.

蓋体3が、円盤状の天面部3aと、天面部3aの外径より小さい外径の円筒部3bから成り、円筒部3bはカートリッジケース2の開口近傍・内周面に固定され、円筒部3bに設けた切り欠き21が連通口25になっているので、内蓋6の亀裂から漏れた水は蓋体3の切り欠き21から出て、カートリッジケース2の内周面に当たるので、水の勢いがさらに弱まり安全である。 The lid 3 is composed of a disk-shaped top surface portion 3a and a cylindrical portion 3b having an outer diameter smaller than the outer diameter of the top surface portion 3a. Since the notch 21 provided in 3b is the communication port 25, the water leaking from the crack of the inner lid 6 comes out from the notch 21 of the lid 3 and hits the inner peripheral surface of the cartridge case 2, so that water The momentum is further weakened and it is safe.

連通口25の連通断面積が1mm以上20mm以下であると、確実に水の勢いを弱めながら、浄水器用カートリッジ2内の圧力を逃がすことができるので好ましい。 It is preferable that the communication cross-sectional area of the communication port 25 is 1 mm 2 or more and 20 mm 2 or less because the pressure in the water purifier cartridge 2 can be released while surely weakening the force of water.

<実施例1>
有底筒状のカートリッジケースは、肉厚3.6mm、開口の内径54mm。蓋体は、天面部の肉厚3mm、天面部の外径59mm、円筒部の外径55mm(超音波溶着の溶着シロ含む)。円筒部に幅3mm深さ6mmの逆U字状の切り欠きを設けた。一方、内蓋は肉圧2mmとした。ろ材には、粒状の活性炭とポリスルホン中空糸膜を使用した。カートリッジケースの内側の内筒と外筒の間にろ材を充填し、弾性部材、内蓋の順に装着し、最後に、超音波溶着にて蓋体をカートリッジケースの開口近傍に固定し、浄水器用カートリッジとした。蓋体をカートリッジケースに溶着した状態で、連通口の連通断面積は2mmであった。
<Example 1>
The bottomed cylindrical cartridge case has a wall thickness of 3.6 mm and an opening inner diameter of 54 mm. The lid has a wall thickness of 3 mm on the top surface, an outer diameter of 59 mm on the top surface, and an outer diameter of 55 mm on the cylindrical portion (including the welding white of ultrasonic welding). An inverted U-shaped notch having a width of 3 mm and a depth of 6 mm was provided in the cylindrical portion. On the other hand, the inner lid had a wall pressure of 2 mm. Granular activated carbon and polysulfone hollow fiber membranes were used as the filter medium. A filter medium is filled between the inner cylinder and the outer cylinder inside the cartridge case, and the elastic member and the inner lid are attached in this order. Finally, the lid is fixed near the opening of the cartridge case by ultrasonic welding, and is used for water purifiers. It was a cartridge. With the lid welded to the cartridge case, the communication cross-sectional area of the communication port was 2 mm 2 .

この浄水器用カートリッジを耐久試験装置に取り付け、原水入口の上流側の電磁弁を用いて加圧と減圧を繰り返した。加圧時は0.75MPaで4秒間、減圧時は0MPaで2秒間とした。その結果、4000サイクルまで浄水器用カートリッジの破損はなかった。この時点で浄水器用カートリッジは交換時期の想定だったが、さらに加圧と減圧を繰り返して、破損が発生するまで続けたところ、6000サイクルに内蓋に亀裂が入って水が漏れた。このとき、カートリッジケースと蓋体は破損せず、蓋体の切り欠きが形成した連通口から水が勢い弱く漏れ落ちただけで、ろ材が周囲に散乱したり、水が勢いよく噴き出したりすることはなかった。 This water purifier cartridge was attached to a durability test device, and pressurization and depressurization were repeated using a solenoid valve on the upstream side of the raw water inlet. When pressurized, it was 0.75 MPa for 4 seconds, and when depressurized, it was 0 MPa for 2 seconds. As a result, the water purifier cartridge was not damaged up to 4000 cycles. At this point, the cartridge for the water purifier was supposed to be replaced, but when pressurization and depressurization were repeated until damage occurred, the inner lid cracked and water leaked in 6000 cycles. At this time, the cartridge case and the lid are not damaged, and the filter media is scattered around or the water is spouted vigorously just by the water leaking out from the communication port formed by the notch of the lid. There was no.

<比較例1>
上記と同じ浄水器用カートリッジを製作した。ただし、蓋体の円筒部に切り欠きは設けなかった。
<Comparative example 1>
The same cartridge for water purifier as above was manufactured. However, no notch was not provided in the cylindrical portion of the lid.

この浄水器用カートリッジを耐久試験装置に取り付け、上記と同様に原水入口の上流側の電磁弁を用いて加圧と減圧を繰り返した。その結果、4000サイクルまで浄水器用カートリッジの破損はなかった。この時点で浄水器用カートリッジは交換時期の想定だったが、さらに加圧と減圧を繰り返して、破損が発生するまで続けたところ、6000サイクルに内蓋に亀裂が入り、9000サイクルに蓋体に亀裂が入って、それが一気に拡大した。ろ材が周囲に散乱することは無かったが、蓋体の亀裂から水が噴き出して周囲の床面が水浸しになってしまった。 This cartridge for a water purifier was attached to a durability test device, and pressurization and depressurization were repeated using a solenoid valve on the upstream side of the raw water inlet in the same manner as described above. As a result, the water purifier cartridge was not damaged up to 4000 cycles. At this point, the cartridge for the water purifier was supposed to be replaced, but when pressurization and depressurization were repeated until damage occurred, the inner lid cracked in 6000 cycles and the lid cracked in 9000 cycles. Entered, and it expanded at once. The filter media did not scatter around, but water spouted from the cracks in the lid and the surrounding floor was flooded.

1 浄水器用カートリッジ
2 カートリッジケース
3 蓋体
3a 天面部
3b 円筒部
4 内筒
5 外筒
5a 凸部
6 内蓋
6a 凹部
6b 円筒部
8 弾性部材
9 中空糸膜束
10 粒状ろ材
11 原水入口
12 浄水出口
14 間隙
18 中空糸膜モジュール
20 本体切換器
21 切り欠き
22a 切り欠き
22b 切り欠き
23 貫通孔
24 貫通孔
25 連通口
31 支持筒
32 開口
33 不織布
34 支持筒
35 開口
36 不織布
37 Oリング
38 Oリング
1 Cartridge for water purifier 2 Cartridge case 3 Lid 3a Top surface 3b Cylindrical part 4 Inner cylinder 5 Outer cylinder 5a Convex part 6 Inner lid 6a Recess 6b Cylindrical part 8 Elastic member 9 Hollow fiber membrane bundle 10 Granular filter medium 11 Raw water inlet 12 Water purification outlet 14 Gap 18 Hollow fiber membrane module 20 Main body switch 21 Notch 22a Notch 22b Notch 23 Through hole 24 Through hole 25 Communication port 31 Support cylinder 32 Opening 33 Non-woven fabric 34 Support cylinder 35 Opening 36 Non-woven fabric 37 O-ring 38 O-ring

Claims (4)

有底筒状のカートリッジケースと、
前記カートリッジケースの内側に収納されたろ材と、
前記カートリッジケースの開口近傍に固定され、カートリッジケースの内側と外側とを連通する連通口を有する蓋体と、
前記蓋体と前記ろ材との間に配置され、前記カートリッジケースに水密に係合されて蓋体とろ材とを仕切る内蓋と、
を備えた浄水器用カートリッジ。
With a bottomed cylindrical cartridge case,
The filter medium stored inside the cartridge case and
A lid fixed in the vicinity of the opening of the cartridge case and having a communication port for communicating the inside and the outside of the cartridge case.
An inner lid that is arranged between the lid and the filter medium and is watertightly engaged with the cartridge case to separate the lid and the filter medium.
Cartridge for water purifier with.
前記蓋体が、円盤状の天面部と、前記カートリッジケースの開口近傍に固定される円筒部を有し、
前記円筒部の外径は、前記天面部の外径よりも小さく、
前記円筒部に設けた切り欠きが、前記連通口である、請求項1の浄水器用カートリッジ。
The lid has a disk-shaped top surface and a cylindrical portion fixed in the vicinity of the opening of the cartridge case.
The outer diameter of the cylindrical portion is smaller than the outer diameter of the top surface portion.
The water purifier cartridge according to claim 1, wherein the notch provided in the cylindrical portion is the communication port.
前記蓋体が前記カートリッジケースに固定された状態で、前記連通口の連通断面積が1mm以上20mm以下である、請求項1または2の浄水器用カートリッジ。 The cartridge for a water purifier according to claim 1 or 2, wherein the communication cross-sectional area of the communication port is 1 mm 2 or more and 20 mm 2 or less in a state where the lid body is fixed to the cartridge case. 前記カートリッジケースと前記蓋体とが、超音波溶着法によって固定された、請求項1から3のいずれかの浄水器用カートリッジ。 The cartridge for a water purifier according to any one of claims 1 to 3, wherein the cartridge case and the lid are fixed by an ultrasonic welding method.
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