JP3123283U - カートリッジ型浄水器 - Google Patents

Abstract

【課題】 自然流下式のカートリッジ型浄水器において、充填した粒状濾材と原水とを常に均一かつ十分に接触させ、十分な浄水性能を確保しつつ、浄水速度を速くする。
【解決手段】 円筒状本体２の上側濾過部７内に上側仕切部材９を配置し、粒状濾材１１を充填する。上側仕切部材は中心の円筒部１４と放射方向の仕切板１５，１６とを有し、通水方向に延長する複数の小区画室２０，２１を上側濾過部内部に画定する。仕切板１５の上端部は円筒部よりも長く上方へ突出し、その上端縁から半径方向内側に傾斜するテーパ状の切欠き部１５ａにより、上側濾過部上部に各小区画室を連通する共通の空室２２を画定する。粒状濾材は切欠き部の中間位置まで充填し、本体を傾いた状態から上下位置に戻すと、共通の空室内で流動して、上側濾過部の断面において均一な高さに戻る。
【選択図】 図２

Description

本考案は、例えば市販の携帯用ポリタンクや家庭用の冷水ポットなどの水容器に取り付けて使用され、水道水などの原水をその重力で自然に流下させて浄水するカートリッジ型浄水器に関する。

従来から、水道水から残留塩素や有害物質、ゴミなどを除去し、また更に活性化するなどして、より清浄で美味しい水を飲用及び調理用に供するために、家庭用及び業務用に様々な浄水装置が開発され、市販されている。これらの浄水装置には、原水を水道の蛇口から直接取り出し、その水圧でフィルタカートリッジを通過させて濾過・浄水するタイプのものや、一旦容器に貯めた原水をその重力で自然に流下させ、フィルタカートリッジを通過させて濾過・浄化するタイプのものがある。自然流下式の浄水装置としては、原水用タンクと浄水用タンクとを上下に接続した専用の容器を備え、原水が、原水用タンクからその底部に装着した浄水カートリッジを通過して浄水用タンクに溜まるようにしたものが一般的である（例えば、特許文献１及び２を参照）。

しかしながら、自然流下式の浄水装置は、水道直結型のものと異なり、原水を少ない流量でフィルタカートリッジに通すため、十分な濾過・浄化効果を得るためには長時間を要する、という問題がある。そこで、活性炭などの粒状濾材と中空糸膜又は繊維状濾材とを仕切部材無しで充填した浄水カートリッジ及び浄水器が知られている（例えば、特許文献３，４を参照）。

更に、専用の水容器ではなく、空のペットボトルなどの一般的な水容器に装着して使用するカートリッジ型の浄水器が知られている（例えば、特許文献５を参照）。この浄水器では、濾材又は浄水材として一般に使用されている脱塩素セラミックスボール、甲斐石、医王石、活性炭に加えて、生物ミネラルセラミックスが使用されている。生物ミネラルセラミックスは、数十種類の様々な野草・海藻・樹木の葉などから抽出した生物ミネラル成分を配合したもので、これに触れた水は、野生植物の生命エネルギ及び共鳴波動を備えた酸化還元力の高い水に変質するとされている。

また、上下方向の円筒状ケース内に濾材を充填した浄水用カートリッジは、濾材を密に充填し過ぎると、通水抵抗が増えて浄水流量が低下するので、好ましくないことが知られている（例えば、特許文献６を参照）。他方、充填した粒状濾材が流動して偏りが生じると、通水時に水が濾材の少ない部分を流れ易くなり、水が濾材と均一に接触せず、十分な濾過性能を発揮できない虞がある。そこで、濾材充填部に多孔質弾性体を配置したり、蓋部に設けた凸部で粒状濾材を内側に押し込むことにより、粒状濾材の流動を防止した浄水器が知られている（例えば、特許文献７，８を参照）。

特開平６−７７７０号公報 特開平１１−２０７３２０号公報 特開２００４−２３０３３５号公報 特開２００５−２３０７００号公報 特開２００２−１７７９４９号公報 特開平９−１０８６６１号公報 特開平９−５７２５０号公報 特開２００３−５３３３４号公報

最近は、キャンプなどの野外活動やスポーツの現場などにおいても、浄水器の使用が要望されている。このような場合、水道直結型の浄水器は使用できないから、自然流下式の浄水装置が必要になる。しかしながら、従来の自然流下式浄水装置は、上述したように専用の容器を必要とするものが大部分で、その貯水容量も余り大きくない。また、家庭などの室内での使用を前提としているため、野外活動やスポーツの現場での使用には不向きである。しかも、自然流下式浄水装置は、水道直結型のものに比して浄水速度が遅く、徒に浄水流量を大きくすると却って十分な浄水性能を得られなくなる、という問題がある。

そこで本考案は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、粒状濾材を充填した自然流下式のカートリッジ型浄水器において、通水路の断面に亘って流下する原水と濾材とが常に均一にかつ十分に接触し、十分な浄水性能を確保しつつ、浄水速度を速くして、できる限り短時間で大量の原水を処理できるようにすることにある。更に本考案の目的は、様々な口径の給水口を有する水容器について広汎に使用できる自然流下式のカートリッジ型浄水器を提供することにある。

本考案によれば、上記目的を達成するために、通水可能に閉じた上端及び下端を有し、上端から下端に原水を通過させる筒状の濾過部と、該濾過部の内部に充填した粒状濾材とを備え、濾過部の内部が、放射方向に延長する複数の仕切板により、通水方向に沿って延長する複数の小区画室に分割され、かつ仕切板の上端部が半径方向内側に切欠き部を有することにより、濾過部内部の上端付近に各小区画室を連通する共通の空室が画定されると共に、粒状濾材を各小区画室及び共通の空室内に、仕切板の切欠き部の途中の高さまで充填したカートリッジ型浄水器が提供される。

このように濾過部内を区画することによって、その上端から下端に向けて通水を妨げないように粒状濾材を充填することができる。更に、濾過部を傾けると、内部で粒状濾材が流動して偏りを生じる場合があるが、濾過部を元の上下位置に戻すと、粒状濾材が再び共通の空室内で流動し、該濾過部の断面において均一な高さに戻すことができる。従って、使用時に浄水器に通水すると、濾過部の断面に亘って流下する原水と濾材とが常に均一にかつ十分に接触するので、十分な浄水性能及び浄水速度が得られ、より短時間で多量の原水を良好に処理することができる。

或る実施例では、前記各小区画室の横断方向の寸法及び粒状濾材の粒径を、小区画室に充填した粒状濾材がその横断方向に隙間無く配列されないように、選択することが好ましい。このように構成することによって、小区画室内で隣接する粒状濾材同士が互いに接触しない僅かな隙間を形成することができるので、粒状濾材を過度に密に詰め込んで通水抵抗を増加させる不都合を未然に防止できる。従って、高い浄水性能を維持しつつ、浄水速度をより速くすることができる。

別の実施例では、筒状濾過部の上端に連通する給水用カップを更に有し、該給水用カップが、筒状濾過部の外形よりも大きくかつ上向きに拡がるテーパ状の外周面を有することにより、市販の様々な水容器について、その給水口に給水用カップを挿入し、該給水口の口径に対応してその下端又は外周面で係止させて使用することができる。

以下に、添付図面を参照しつつ、本考案によるカートリッジ型浄水器の好適実施例を詳細に説明する。
図１に示すように、本実施例のカートリッジ型浄水器１は、上下方向に延長する円筒状本体２と、その上端に一体に結合された給水用カップ３とを備える。図２に示すように、本体２の上端に連結される給水用カップ３の底部には、取水口４が開口し、本体２の下端には吐水口５が設けられている。本体２の内部は、軸線方向のほぼ中間位置に格子状の仕切壁６が一体に設けられ、これにより通水方向に沿って上側濾過部７と下側濾過部８とに分割されている。取水口４及び吐水口５は、それぞれステンレスなどの金属網４ａ，５ａで通水可能にかつ前記各濾過部から濾材を流出させないように閉じられている。

上側及び下側濾過部７，８には、内部に上側及び下側仕切部材９，１０がそれぞれ配置されている。本実施列では、１種類のほぼ同一粒径の粒状濾材１１を上側濾過部７に充填し、例えば脱塩素材を使用する。下側濾過部８には、２種類の濾材１２，１３が上下に充填されている。本実施列では、上側の濾材１２に生物ミネラルセラミックスからなるほぼ同一粒径の粒状濾材を使用し、下側の濾材１３に活性炭からなるほぼ同一寸法のペレット状濾材を使用する。生物ミネラルセラミックスは、例えば上記特許文献５に記載されている。しかしながら、濾材１１〜１３はこれらの材料に限定されるものでなく、上述した各特許文献に記載されている従来から公知の様々な材料を使用することができる。

上側仕切部材９は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、上下方向に延長する中心の円筒部１４と、その外周面から軸線方向全長に沿って放射状に突出しかつ周方向に等間隔で配設された複数の、本実施例では８枚の仕切板１５，１６とを有する。図３（Ｂ）において上下左右方向に突出する４枚の仕切板１５は、半径方向の寸法が上側濾過部７の内径にほぼ適合する大きさであるのに対し、それらの間に設けられた図中斜めの４枚の仕切板１６は、上側濾過部７の内周面との間に隙間を設けるように、それより少し短く形成されている。更に、各仕切板１５は、それぞれ上端部が円筒部１４及び他の仕切り板１６よりも長く上方へ突出するように形成され、かつ該上端部には、それぞれ上端縁から半径方向内側に円筒部１４に向けて傾斜するテーパ状の切欠き部１５ａが設けられている。

下側仕切部材１０は、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、上下方向に延長する中心の円筒部１７と、その外周面から軸線方向全長に沿って放射状に突出しかつ周方向に等間隔で配設された複数の、本実施例では４枚の仕切板１８とを有する。図４（Ｂ）において上下左右方向に突出する４枚の仕切板１８は、半径方向の寸法が下側濾過部８の内径にほぼ適合する大きさを有する。仕切板１８の間には、放射方向の突条１９が円筒部１７の外周面にその軸線方向全長に沿って形成されている。更に、各仕切板１８は、それぞれ下端部が円筒部１７及び突条１９よりも長く下方へ突出するように形成され、かつ該下端部には、それぞれ下端縁から円筒部１７に向けて斜め内側にテーパ状の切欠き部１８ａが設けられている。

上側濾過部７の内部は、上側仕切部材９を挿入することによって、円筒部１４の内部及び隣接する仕切板１５，１６間にそれぞれ上下方向に通水方向に沿って延長する複数の細長い小区画室２０，２１が画定される。上述したように上側仕切部材９の仕切板１５上端を上方に突出させかつその半径方向内側に切欠き部１５ａを設けたことにより、上側濾過部７の上部には、各小区画室２０，２１をその上端で連通する共通の空室２２が画定される。

図５に示すように、上側濾過部７の粒状濾材１１は、小区画室２０，２１だけでなく、それよりも高い共通の空室２２内まで、本実施例では切欠き部１５ａのほぼ中間位置まで均一に充填する。従って、上側濾過部７の上部には、粒状濾材１１と取水口４の金属網４ａとの間に空隙が設けられる。この空隙により、カートリッジ型浄水器１を傾けたり移動したりすると、粒状濾材１１は上側濾過部内部で流動し、小区画室２０，２１からこぼれ出たり、偏りが生じる虞がある。その場合、カートリッジ型浄水器１の姿勢を垂直にすると、粒状濾材１１は、再び共通の空室２２内を流動して各小区画室２０，２１に戻し、かつ上側濾過部の断面において元の均一な高さにすることができる。

また、小区画室２０，２１に充填した粒状濾材１１が、その横断方向において隙間無く配列されることがないように、前記各小区画室の横断方向の寸法及び粒状濾材１１の粒径を選択することが好ましい。例えば、図５に示すように、小区画室２０内で仕切壁６上に粒状濾材１１を配置したとき、該粒状濾材の粒径より小さい隙間が円筒部１４の内壁間に残るようにする。同様に、小区画室２１で仕切壁６上に配置した粒状濾材１１が、円筒部１４外壁と上側濾過部７との間及び／又は隣接する仕切板１５，１６間に該粒状濾材の粒径より小さい隙間が円筒部１４の内壁間に残るようにする。この上に充填される粒状濾材１１も、同様の隙間を形成する。このような隙間を設けることによって、上側濾過部７を上から下に流通する水が受ける通水抵抗を緩和し、高い浄化性能を維持しつつ、濾過速度を速くすることができる。

下側濾過部８内部は、下側仕切部材１０を挿入することにより、円筒部１７の内部及び隣接する仕切板１８間にそれぞれ通水方向に沿って上下に延長する複数の細長い小区画室２３，２４が画定される。上述したように下側仕切部材１０の仕切板１８下端を下方に突出させかつその半径方向内側に切欠き部１８ａを設けたことにより、下側濾過部８の下部には、各小区画室２３，２４をその下端で連通する共通の空室２５が画定される。

下側濾過部８内には、図６に示すように本体２を上下逆にした状態で、上向きの吐水口５から濾材１２，１３を充填する。先に所定量の粒状濾材１２を各小区画室２３，２４内にほぼ同じ高さまで充填した後、ペレット状濾材１３を吐水口５開口付近まで充填する。濾材１２，１３の充填作業は、下側仕切部材１０下端に共通の空室２５が画定されることにより、各小区画室２３，２４への入口が広くなり、よりスムーズに効率良く行うことができる。

本実施例では、個別の仕切部材を用いて、それぞれ通水方向に沿って延長する複数の小区画室を前記各濾過部内に設けた。しかしながら、かかる浄水器はプラスチック材料で形成されるのが一般的であるから、本体２と両仕切部材９，１０とを一体成形することもできる。

下側濾過部８への濾材充填後、適当なリングなどの止め部材を用いて金属網５ａで吐水口５を閉じる。次に、本体２の上下位置を元に戻し、その上端開口から所定量の粒状濾材１１を上側濾過部７内に充填する。最後に、給水用カップ３の下端を本体２の上端開口に嵌め合わせて一体に結合する。給水用カップ３の底部に開口する取水口４は、予め適当なリングなどの止め部材を用いて金属網４ａで閉じられている。また、給水用カップ３の外周面は、上向きに拡がるテーパ状に形成されている。

カートリッジ型浄水器１は、例えば図７に示すように、市販の携帯用ポリタンク２６に装着して使用することができる。ポリタンク２６は、その上部に給水口２７を有する。浄水器１は、本体２を給水口２７から挿入し、該給水口の開口縁に給水用カップ３の下端を当接させて装着する。この状態で、給水用カップ３にその上部開口３ａから水道水などの原水を供給すると、その自重で取水口４から上側濾過部７及び下側濾過部８を流下し、浄水されて吐水口５からポリタンク２６内に吐出、貯留される。本実施例のポリタンク２６は、別の給水口を有するので、これを開けておくことによって、浄水器１の使用時にタンク内部の空気を逃がすことができ、原水を良好な濾過速度で通水させることができる。

本実施例のカートリッジ型浄水器１は、図７の携帯用ポリタンク２６以外に、例えば冷蔵庫に使用する家庭用の冷水ポットなど、様々な水容器について同様に使用することができる。使用する水容器の給水口が多少大きく、該給水口の開口縁に給水用カップ３の下端が係止されない場合には、更に該給水用カップを給水口内に挿入して、そのテーパ状外周面を給水口開口縁に係合させることにより、浄水器１を使用可能な状態に装着することができる。

以上、本発明の好適実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、その技術的範囲内において様々な変形・変更を加えて実施することができる。例えば、本実施例の浄水器は、上下２段の濾過部を設けたが、別の実施例では、下側濾過部を省略して上側濾過部１段にすることができる。その場合、濾過部内には２種類以上の濾材を充填することができるが、最上層には粒状の濾材を使用する。更に、濾過部を追加して３段以上の多段にすることもできる。また、給水用カップは、浄水器本体と着脱可能に別個に構成したり省略することができ、その場合には、本体の上端を取水口として金属網などで閉じるように構成すればよい。

本考案によるカートリッジ型浄水器の好適実施例を示す正面図。 図１の実施例の縦断面図。 （Ａ）図は上側仕切部材の正面図、（Ｂ）図はその上端面図。 （Ａ）図は下側仕切部材の正面図、（Ｂ）図はその下端面図。 上側濾過部を示す図２の部分拡大断面図。 下側濾過部に濾材を充填する要領を説明する部分拡大図。 図１の実施例の使用状態を示す概略斜視図。

符号の説明

１…カートリッジ型浄水器、２…本体、３…給水用カップ、４…取水口、５…吐水口、４ａ，５ａ…金属網、６…仕切壁、７…上側濾過部、８…下側濾過部、９…上側仕切部材、１０…下側仕切部材、１１〜１３…濾材、１４，１７…円筒部、１５，１６，１８…仕切板、１５ａ，１８ａ…切欠き部、１９…突条、２０，２１，２３，２４…小区画室、２２，２５…空室、２６…ポリタンク、２７…給水口。

Claims (3)

1. 通水可能に閉じた上端及び下端を有し、原水を前記上端から前記下端に通過させる筒状の濾過部と、前記濾過部の内部に充填した粒状濾材とを備え、
   前記濾過部の内部が、放射方向に延長する複数の仕切板により、通水方向に沿って延長する複数の小区画室に分割され、かつ前記仕切板の上端部が半径方向内側に切欠き部を有することにより、前記濾過部内部の上端付近に前記各小区画室を連通する共通の空室が画定されると共に、前記粒状濾材を前記各小区画室及び前記共通の空室内に、前記仕切板の前記切欠き部の途中の高さまで充填したことを特徴とするカートリッジ型浄水器。
2. 前記各小区画室の横断方向の寸法及び前記粒状濾材の粒径を、前記小区画室内で前記粒状濾材がその横断方向に隙間無く配列されないように選択したことを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ型浄水器。
3. 前記筒状濾過部の上端に連通する給水用カップを更に有し、前記給水用カップが、前記筒状濾過部の外形よりも大きくかつ上向きに拡がるテーパ状の外周面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のカートリッジ型浄水器。

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