JP3164470U - 浄水器用フィルター、及びこれを用いた浄水器 - Google Patents

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【課題】十分な浄化機能を備えていることは勿論のこと、使用時に圧力損失及び変形のない浄水器用のフィルター、及びこれを用いた浄水器を提供すること。【解決手段】中心に通水路11を貫通させた円筒状の浄水器用のフィルター10であって、このフィルター10の直径を、通水路11の直径の3〜10倍とするとともに、このフィルター10の長さを、当該フィルター10の前記直径の0.5〜2.0倍とし、このフィルター10の浄化部10aを、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤とし、前記両繊維の量を、前記活性炭100重量部に対して5〜20重量部として成形したこと。【選択図】図4

Description

本考案は、金属イオン等の除去性能に優れ、特に圧力損失の少ない浄水器用フィルター、及びこれを用いた浄水器に関する。
従来、浄水器としては、粒状、粉末状、或いは繊維状の活性炭を容器に封入したものや、中空糸を束ねてフィルターカートリッジを形成したものが知られている。これらの浄水器においてフィルターとして使用されている活性炭や中空糸膜は、水道水中の残留塩素やトリハロメタン等の除去には優れた効果を発揮するものの、配管材料などから溶出する鉛などの金属イオンの除去には殆ど効果が無かった。
そこで、鉛などの金属の除去能力を高めるため、浄水器のフィルター材料としてイオン交換樹脂を用いたものが提案されている(例えば特許文献1参照)。この浄水器にあっては、活性炭とイオン交換樹脂が独立した層を形成するように充填されていて、これら活性炭とイオン交換樹脂によるフィルター機能により、塩素等の除去のほか、鉛などの金属イオンの除去にも効果を発揮していた。
ところが、この浄水器の場合、非常に高価であり、しかもフィルターの交換時には活性炭とイオン交換樹脂を容器から排除して再度活性炭とイオン交換樹脂をそれぞれ別個に充填して活性炭部及びイオン交換樹脂部を形成しなければならないという煩雑さがあった。
一方、イオン交換樹脂の代わりにリン酸カルシウム化合物を使用した浄水器も提案されている(例えば特許文献2参照)。この浄水器の場合、リン酸カルシウム化合物が、水道水中の金属イオンを効率よく除去することができる反面、高価であり、しかも金属イオンを除去した後にカルシウムイオンが遊離して、浄化水の硬度を上昇させ、飲料水としての味を低下させたりする問題があった。
また、鉛イオンの除去を目的とするキレート形成繊維または金属キレート繊維も提案されている(例えば特許文献3参照)。ところが、これらのキレート繊維の場合、鉛以外の金属イオンの除去には十分な効果が無かった。
そして、この種の浄水器において、これを水道に接続して使用する場合に、上記何れの従来技術でも問題視されていない改善すべきことがある。それは、水道水を水源とする場合の「圧力損失」、及び内部フィルターの変形である。例えば水道水の圧力を利用して浄化を行おうとすると、原水の圧力損失やフィルターの変形は避けられないが、問題は、損失圧力及び変形の多寡である。
浄化水を一旦溜めておいて、これを飲料水や煮炊き用の水にする場合は、水道水の圧力損失は殆ど問題にはならないが、例えば、水道水を浄化しながらシャワー水としようとする場合、圧力損失は、シャワー水の「出が悪い」という顕著な問題として現れる。極端な場合は、災害地で大量の浄水が必要になった場合、ポンプで汲み上げた汚水を大量に浄化して被災者に提供しようとするときに、浄水器での圧力損失は、災害救助の大きなネックになり得る。このような圧力損失に着目してなされた浄水器としては、例えば、特許文献4に見られる。
また、フィルターの変形は、これが大きいとフィルターの浄化機能に大きな影響を及ぼすだけでなく、圧力損失も招くと考えられる。何故なら、フィルターが変形すると、「粗」または「密」の部分がフィルター内に発生することを意味するから、特に「密」になった部分では期待される浄化も通水も見込めないことになるからである。
特開2000−15253号公報 特開平9−75924号 特開2004−225181号公報 特開2008−149267号公報
この特許文献4にて提案されている「有機ハロゲン系化合物除去フィルター」は、「浄水器に求められている残留塩素やカビ臭などの除去性能を保持しながら、有機ハロゲン系化合物に対する除去性能に優れ、とりわけ高SV条件下でも除去性能が劣化せず、且つ圧力損失の小さい有機ハロゲン系化合物除去フィルターを提供する」ことを目的としてなされたもので、例えば、「孔径が20Å以上500Å未満のメソ細孔の比表面積が100〜2500m/gであり、且つ孔径が20Å未満のミクロ細孔の比表面積が600〜2500m/gであり、全細孔容積に対するメソ細孔容積の比率が10〜40%である繊維状活性炭と、熱融着繊維との混合物を熱処理して得られものであって、見かけ密度が0.25〜0.60g/cmである成型体からなることを特徴とする有機ハロゲン系化合物除去フィルター」という構成を有するものである。
この特許文献4の段落0044において、「本発明の有機ハロゲン系化合物除去フィルターは、上記混合物を熱処理して得られた成型体からなるものであり、該成型体の密度が0.25〜0.60g/cmの範囲であることが必要であり、好ましくは0.30〜0.50g/cmであり、より好ましくは、0.35〜0.45g/cmである。密度が0.25g/cm未満の場合、有機ハロゲン系化合物除去性能が低下するおそれがあるため好ましくない。一方で、密度が0.60g/cmを超える場合、フィルターのサイズ(層厚)にもよるが、高SV域での圧力損失が大きくなるおそれがあるため好ましくない」との記載があることから、圧力損失を招かない手段は、「成型体の密度が0.25〜0.60g/cmの範囲であること」のようである。
しかしながら、密度調整は、それ自体が困難で、当該特許文献4中にも、この密度調整する手法は提案されていないし、上記密度調整によって圧力損失が回避できた根拠も見出せない。そして、「フィルターの変形」についての考察もなされていない。
そこで、本考案者等は、この種の浄水器やそのためのフィルターについて、必要な浄化が行えることは勿論、使用時に圧力損失及び変形がないようなものにするにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本考案を完成したのである。
すなわち、本考案の目的とするところは、十分な浄化機能を備えていることは勿論のこと、使用時に圧力損失及び変形のない浄水器用のフィルター、及びこれを用いた浄水器を提供することにある。
以上の課題を解決するために、まず、請求項1に係る考案の採った手段は、後述する最良形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
「中心に通水路11を貫通させた円筒状の浄水器用のフィルター10であって、
このフィルター10の直径を、通水路11の直径の3〜10倍とするとともに、このフィルター10の長さを、当該フィルター10の前記直径の0.5〜2.0倍とし、
このフィルター10の浄化部10aを、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤とし、前記両繊維の量を、前記活性炭100重量部に対して5〜20重量部として成形したことを特徴とする浄水器用のフィルター10」
である。
すなわち、この請求項1に係るフィルター10は、図4に示すように、中心に通水路11を貫通させた円筒状のものであり、この通水路11の周囲に、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤を材料とした浄化部10aを有するものである。
通水路11は、図3及び図4に示すように、実質的には円筒形コア12によって構成される。つまり、この円筒形コア12は、図4に示すように、水の通過を許容する多数の通水孔12aを形成したものであって、その中心が通水路11となるものであり、浄化部10aの成形時には天然繊維等を漉し取る部分となり、フィルター10として完成されたときは浄化部10aを支える部分ともなるものである。
円筒状の通水路11、つまり円筒形コア12の周囲には、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤を材料とした浄化部10aが形成してあるが、この浄化部10aは、互いに複雑に絡まった天然繊維及び合成繊維からなるものであるため、細かな三次元網目構造の水の通路を有するものである。勿論、この浄化部10aは活性炭をも材料としているが、この活性炭は、互いに複雑に絡まった天然繊維及び合成繊維の絡まり内に捕らえており、浄化時、つまり当該浄化部10aの通路内を水が通る際に、浄化部10aから剥がれ落ちることはない。
このフィルター10は、その直径が、通水路11の直径の3〜10倍である必要があるが、その理由は、まず、このフィルター10の直径が通水路11の直径の3倍より小さいと、浄化すべき水の流れ方向に対する距離あるいは寸法が短くなるため、十分な浄化が期待できなくなるし、浄化すべき水の圧力に対するフィルター10自体の強度が不足してフィルター10の変形を招くからである。これに対して、フィルター10の直径が通水路11の直径の10倍より大きいと、浄化すべき水の流れ方向に対する距離あるいは寸法が長くなって、圧力損失を招くだけでなく、このフィルター10を使用する後述の浄水器100を大きくし過ぎてしまい、使用に不便なものにするからである。
また、このフィルター10は、その長さを当該フィルター10の直径の0.5〜2.0倍とする必要があるが、その理由は、まず、当該フィルター10の直径の0.5倍よりも小さいと、浄化すべき水の通路数が少なくなり過ぎて、当該フィルター10の直径を上述した範囲内のものとしたとしても、十分な浄化機能を発揮することができないからである。一方、当該フィルター10の長さが、直径の2.0倍よりも大きいと、浄化機能を十分にすることができても、このフィルター10を使用する後述の浄水器100を大きくしてしまい、使用に不便なものにしてしまうからである。
そして、この請求項1に係るフィルター10の浄化部10aは、これを構成するための材料を、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤とし、前記両繊維の量を、前記活性炭100重量部に対して5〜20重量部として成形する必要がある。
活性炭や天然繊維としては、後述するように種々なものを採用することができるが、合成繊維については、融点が50℃〜130℃のものを採用する必要がある。その理由は、当該フィルター10の主要部分である浄化部10aを成形するに際して、この合成繊維に対する活性炭や天然繊維の保持及び絡まりを十分なものとし、かつ、成形時の熱によって合成繊維を軟化させて接着剤の役目を果たさせるためである。そして、合成繊維の融点が50℃より低いものを採用した場合には、当該フィルター10をシャワー用としたときに、湯水の温度によって浄化部10aが変形してしまうし、130℃より融点が高いものを採用した場合には、当該フィルター10の成形時の温度によっては軟化しないため接着剤の役目を果たさないからである。
特に、この合成繊維を当該フィルター10の成形時に接着剤とする必要があるのは、成形されたフィルター10の浄化部10aが、吸引もしくは給送されてきた浄化すべき水の圧力によっては変形しないようにするためである。換言すれば、上記のように構成したフィルター10は、浄化すべき水の圧力によっては変形しにくくなっているのであり、変形に基づく圧力損失や浄化機能の低下は殆どないものとなっているのである。
そして、このフィルター10を成形するにあたっては、天然繊維及び合成繊維の両繊維の量が、上述した活性炭100重量部に対して5〜20重量部として成形する必要がある。その理由は、両繊維の量が活性炭100重量部に対して5重量部より少ないと、これら両繊維による活性炭の保持を十分行うことができなくなり、浄化した筈の水中に活性炭が混じることになるからである。
一方、両繊維の量が活性炭100重量部に対して20重量部より多いと、相対的に活性炭の量がすくなくなるため、活性炭による重金属や化学物質の吸着を十分行えない、つまり、水の浄化を十分行えないからである。
従って、この請求項1に係るフィルター10は、十分な浄化機能を備えていることは勿論のこと、使用時に圧力損失及び変形がないものとなっていて、浄水器100用のものとして有効なものとなっているのである。
この請求項1に係るフィルター10は、次の工程(1)〜(3)を経て製造することができるものである。
(1)活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤を材料とし、前記両繊維の量が、前記活性炭100重量部に対し5〜20重量部となるようにして、スラリー濃度が5%〜20%のスラリーを成形する工程;
(2)このスラリー中に浸積した円筒形コア12の内側から吸引することにより、当該円筒形コア12の表面に成形体を形成する工程;
(3)この成形体を上記円筒形コア12とともに脱形した後、120℃〜130℃の温度で乾燥及び加熱処理を施して浄化部10aとする工程;
このフィルター10の製造方法では、まず、(1)活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤を材料とし、前記両繊維の量が、前記活性炭100重量部に対し5〜20重量部となるようにして、スラリー濃度が5%〜20%のスラリーを成形する工程を含むものである。
この工程(1)において、材料として、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤の必要性、そして、前記両繊維の量を、前記活性炭100重量部に対し5〜20重量部となるようにする必要性は、上記請求項1に係るフィルター10において説明した通りであるが、これらの材料は、所謂「抄紙技術」を採用して、浄化部10aすなわちフィルター10を成形することから、スラリーとする必要がある。
そして、この工程(1)でのスラリーは、その濃度が5%〜20%である必要があるが、その理由は、まず、スラリー濃度が5%より薄いと、各繊維や活性炭の分散性はよいが、スラリーを漉し取る作業に相当時間と水を要するため、コストアップを招いてしまうことになるからである。反対に、スラリー濃度が20%より濃いと、各繊維や活性炭の分散性を十分にすることが困難となり、均質な浄化部10aとすることができないだけでなく、漉し取り作業で高い吸引力が必要となってエネルギーの無駄を生ずるからである。
勿論、この工程(1)で形成したスラリー中に、重金属除去剤、金属除去剤、あるいは半金属除去剤を添加しておけば、最終的に金属の除去も十分行えるフィルター10とし得ることは言うまでもない。
次に、工程(2)で、上述したスラリー中に浸積した円筒形コア12の内側から吸引することにより、当該円筒形コア12の表面に成形体を形成する必要があって、この工程(2)では、円筒形コア12を採用する必要がある。
この円筒形コア12には、図2及び図4に示すように、多数の通水孔12aが形成してあり、これら各通水孔12aを通してスラリーを構成している水が図示しない吸引装置によって吸引され、円筒形コア12の表面側に繊維や活性炭が漉し取られるのである。また、この円筒形コア12は、表面に繊維や活性炭を保持したまま、当該フィルター10を構成する浄化部10aを成形するものであり、以上がこの円筒形コア12を採用する必要な理由である。
そして、工程(3)において、上述した円筒形コア12上に漉し取られた成形体を円筒形コア12とともに脱形した後、120℃〜130℃の温度で乾燥及び加熱処理を施して浄化部10aとするのである。
この工程(3)において、漉し取られた成形体を円筒形コア12とともに脱形する必要があるのは、上記工程(2)で述べたように、成形体を保持したままの円筒形コア12を、当該フィルター10を構成するものとするためである。
また、脱形した成形体を、120℃〜130℃の温度で乾燥及び加熱処理をする必要があるのは、乾燥されたフィルター10とすることは勿論、材料中の合成繊維を軟化させて接着剤の役目を果たさせる必要があるからである。この場合、乾燥及び加熱処理温度が120℃より低いと、乾燥に時間が掛かるだけでなく、合成繊維の軟化を短時間内に十分行えないし、130℃より高いと、天然繊維が変質するだけでなく、合成繊維の軟化が必要以上になされて、浄化に必要な三次元網目構造とすることが困難になるからである。
以上のようにしてフィルター10を製造すれば、十分な浄化機能を備えていることは勿論のこと、使用時に圧力損失及び変形がなく、浄水器100用のものとして有効なフィルター10を製造し得るのである。
そして、上記課題を解決するために、請求項2に係る考案の採った手段は、
「中心に通水路11を貫通させた円筒状の浄水器用のフィルター10を容器20内に収納した浄水器100であって、
フィルター10を、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤とし、前記両繊維の量を、前記活性炭100重量部に対して、5〜20重量部となるようにして成形し、このフィルター10の直径を、通水路11の直径の3〜10倍とするとともに、このフィルター10の長さを、当該フィルター10の前記直径の0.5〜2.0倍として、
容器20を、互いに嵌合される上容器21及び下容器22を備えたものとして、これらの上容器21及び下容器22によって内部にフィルター10のための収納部23を構成するとともに、この収納部23の、フィルター10の側面側になる部分全体を通水空間23aとなるようにしたことを特徴とする浄水器100」
である。
すなわち、この請求項2に係る浄水器100は、上記請求項1に係るフィルター10を使用するものであり、このフィルター10を収納するための容器20を備えたものである。この浄水器100は、例えば図1に示すように、蛇口30と、この蛇口30からのシャワー水をシャワーノズル40に給送するためのシャワーホース41との間に設置することにより、蛇口30からシャワーノズル40に供給されるシャワー水の浄化を行うものである。勿論、この浄水器100は、シャワー水の浄化だけでなく、飲料水やお風呂の湯の浄化も行えるものであることは言うまでもない。
容器20は、図3に示すように、互いに嵌合される上容器21及び下容器22を備えており、これらの上容器21及び下容器22によって、図2に示すように、内部にフィルター10のための収納部23を構成するものであり、この収納部23の、フィルター10の側面側になる部分全体を通水空間23aとなるようにするものである。
この浄水器100を、図1に示すシャワーノズル40用のものとした場合、上容器21の給水口21aは蛇口30の蛇口側吐出口31に接続され、下容器22の吐水口22aはシャワーホース41の、シャワーノズル40とは反対側の端部が接続される。そして、上容器21の給水口21aから給送されてきた湯水は、上容器21の上部に形成された分流室21bに入り、この分流室21bから通水空間23a全体に給送される。この通水空間23aは、フィルター10の収納部23の一部であるから、この通水空間23aには、図2に示すように、フィルター10の側面全体が面することになる。
通水空間23a全体に給送されてきた湯水には蛇口30からの圧力がそのまま掛かっているから、通水空間23a全体に給送されてきた湯水は、フィルター10の側面全体から浄化部10a内に給送される。浄化部10aの中心には、多数の通水孔12aを形成した円筒形コア12が存在しており、この円筒形コア12の中心は通水路11となっているから、浄化部10a内に給送されてきた湯水は、この浄化部10aによって浄化されて、円筒形コア12の各通水孔12aから通水路11内に流入する。通水路11には、下容器22の吐水口22aが連通しているから、浄化部10aにて浄化された湯水は、下容器22の吐水口22aからシャワーホース41内に給送され、最終的にシャワーノズル40からシャワー水となって放出されることになる。
従って、この請求項2に係る浄水器100は、内蔵したフィルター10によって十分な浄化機能を備えていることは勿論のこと、使用時にシャワー水の圧力損失及びフィルター10の変形がないものとなっているのである。
以上、説明した通り、請求項1に係る考案においては、
「中心に通水路11を貫通させた円筒状の浄水器用のフィルター10であって、
このフィルター10の直径を、通水路11の直径の3〜10倍とするとともに、このフィルター10の長さを、当該フィルター10の前記直径の0.5〜2.0倍とし、
このフィルター10の浄化部10aを、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤とし、前記両繊維の量を、前記活性炭100重量部に対して5〜20重量部として成形したこと」
に構成上の特徴があり、これにより、十分な浄化機能を備えていることは勿論のこと、使用時に圧力損失及び変形がなく、浄水器100用のものとして有効なフィルター10を提供することができるのである。
また、請求項2に係る考案においては、
「中心に通水路11を貫通させた円筒状の浄水器用のフィルター10を容器20内に収納した浄水器100であって、
フィルター10を、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤とし、前記両繊維の量を、前記活性炭100重量部に対して、5〜20重量部となるようにして成形し、このフィルター10の直径を、通水路11の直径の3〜10倍とするとともに、このフィルター10の長さを、当該フィルター10の前記直径の0.5〜2.0倍として、
容器20を、互いに嵌合される上容器21及び下容器22を備えたものとして、これらの上容器21及び下容器22によって内部にフィルター10のための収納部23を構成するとともに、この収納部23の、フィルター10の側面側になる部分全体を通水空間23aとなるようにしたこと」
にその構成上の特徴があり、これにより、内蔵したフィルター10によって十分な浄化機能を備えていることは勿論のこと、使用時にシャワー水の圧力損失及びフィルター10の変形がないものとなった浄水器100とすることができるのである。
本考案に係る浄水器100をシャワーノズル40のためのシャワーホース41と蛇口30との間に取り付けた状態の斜視図である。 同浄水器100の拡大縦断面図である。 同浄水器100を構成する部材を示す図であり、(a)は上容器21の断面図、(b)は分流板24の平面図、(c)はフィルター10の断面図、(d)は下容器22の断面図である。 本考案に係るフィルター10の拡大縦断面図である。
次に、上記のように構成した各請求項に係る考案を、図面に示した実施の形態に基づいて説明すると、図1には、本考案に係る浄水器100を、シャワーノズル40のためのシャワーホース41と蛇口30との間に取り付けた状態が示してある。すなわち、この実施形態の浄水器100は、例えば、蛇口30のシャワー水のための蛇口側吐出口31に、上容器21に形成してある給水口21aを接続するとともに、下容器22に形成してある吐水口22aにシャワーホース41を接続して、蛇口30からのシャワー水を浄水器100にて浄化して、シャワーホース41の先にあるシャワーノズル40からシャワー水を吐出させるのに使用するものである。勿論、この浄水器100は、シャワー水だけでなく、例えば飲料水用のものとしても使用できるものである。
浄水器100は、図2及び図3に示したように、容器20の収納部23内に本考案に係るフィルター10を収納するようにしたもので、この容器20は、互いに嵌合されて収納部23を構成する上容器21及び下容器22を備えたものである。そして、この容器20は、収納部23の、フィルター10の側面側になる部分全体に通水空間23aを形成するものでもある。
容器20を構成する上容器21は、図3の(a)に示したように、上部中央に蛇口30の蛇口側吐出口31に接続されるべき給水口21aが形成してあり、内部上部に複数のリブ21cを形成して、これらリブ21cの周囲を分流室21bとしたものである。容器20を構成する下容器22は、図3の(d)に示したように、下部中央にシャワーホース41が接続されるべき吐水口22aが形成してあり、内部をフィルター10のための収納部23としたものである。これらの上容器21及び下容器22は、図2に示したように、間にパッキング25を介在させた状態で互いに一体化(本実施形態ではネジ構造による嵌合)されるものである。
また、この容器20においては、図2に示したように、その収納部23内に収納したフィルター10の上部に分流板24を配置するようにしてあるが、この分流板24には、図3の(b)に示したように、周囲に突出する複数の突起24aが形成してある。この分流板24は、図3の(a)中の仮想線にて示したように、上記収納部23の上端と上容器21側の分流室21bの下端との境界部分に配置されることになるものであり、上容器21側の各リブ21cの下端と、収納されたフィルター10の上端とによって挟持され、かつ各突起24aの先端が上容器21の内壁に当接することによって容器20の中央に位置決めされるものである。
容器20の中央に位置決めされた分流板24は、図2及び図3の(b)に示したように、各突起24aの間に水の通り穴を形成することになるものである。つまり、この分流板24は、上容器21の分流室21bと収納部23との境界部分に配置されることによって、給水口21aから分流室21b内に給送されてきた水を、各突起24a間の通り穴からフィルター10の周囲にある通水空間23a内に均等に分配するものなのである。
なお、図2及び図3に示したように、上容器21と下容器22との連結部分、上容器21内の下容器22が当接する部分、下容器22内のフィルター10の下面が当接する部分には、水漏れを防止するためのパッキング25が配置される。
以上のように構成した容器20の収納部23内に収納されるフィルター10は、図4にも示したように、中心に通水路11を貫通させた円筒状のものであって、中心部に通水路11を貫通させるための円筒形コア12を備え、この円筒形コア12の周囲に後述する浄化部10aを一体的に形成したものである。
円筒形コア12は、耐熱性合成樹脂(例えば130℃〜150℃程度の温度では軟化しない合成樹脂)によって、上下両端が開口した円筒状に一体成形したもので、図2及び図4に示したように、多数の通水孔12aを有したものである。これらの通水孔12aは、フィルター10を形成するときには吸引口となり、フィルター10が浄化した水を通水路11内に通すときには通水口となるものである。
なお、本実施例におけるフィルター10は、その上下両面に水を通さない材料によって形成した保護マット13が一体化してあり、これらの保護マット13によって、フィルター10内にはその側面からしか水が通らないようにしてある。また、これらの保護マット13の内側やフィルター10の重要部分となっている浄化部10aの側面には、水は通すが、活性炭等の粒子は通さない保護シート13aが一体化してあり、浄化部10aの型くずれを防止するようにしている。
さて、このフィルター10を構成している浄化部10aは、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤によって形成したものである。
活性炭としては、種々のものが採用できるが、具体的には、ヤシ殻活性炭、木質活性炭、及び繊維状活性炭を採用することができる。ヤシ殻活性炭としては、粒子径が50μ〜350μで、比表面積が1200m /g以上のものを主体とすることが好ましい。また、木質活性炭としては、粒子径が50μ〜2000μで、比表面積が700m /g以上のものを主体とすることが好ましい。繊維状活性炭としては、繊維径が8μ〜15μで、比表面積が1200m /g以上のものを主体とすることが好ましい。
天然繊維としては、木質パルプ、麻パルプ、綿等が採用でき、これを叩解して防止度100cc〜300ccにして使用することが好ましい。この天然繊維は、所謂水素結合によって接着剤の役目を果たすものであるが、耐水性を高めるために、紙力増強剤を採用することが好ましい。
さらに、合成繊維としては、融点が50℃〜130℃ものが必要である。何故なら、この合成繊維が上記温度に加熱されたとき、自らが収縮しないだけでなく、前記活性炭や天然繊維との間の絡みを確実にする接着剤の役目を果たすためである。このような合成繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリルニトリルがある。
そして、天然繊維と合成繊維の割合は、3:7〜7:3程度にすることが好ましく、中でも、4:6とするのが最適である。合成繊維は、上記の軟化温度のものを使用するのが必要であるが、天然繊維との割合を上記のようにすることによって、この合成繊維にバインダーとしての役割を十分果たさせることができる。そして、天然繊維及び合成繊維の量を、前記活性炭100重量部に対して5〜20重量部とすると、三次元網目構造の微細水路と、活性炭の絡みを十分にすることから、好適である。
さらに、フィルター10の直径を、通水路11の直径の3〜10倍とするとともに、このフィルター10の長さを、当該フィルター10の前記直径の0.5〜2.0倍とすることが、浄化部10aの浄化機能向上と、浄水器100としたときの機能性を優れたものとする上で必要なことである。
次に、上述したフィルター10の製造方法を含めながら、その実施例1及び2について説明すると、次の通りである。
(実施例1)
・繊維状活性炭(平均繊維径8μ、比表面積1280m/g)・・・50重量部
・ヤシ殻粒状活性炭(粒子径50〜100メッシュ、比表面積1360m/g)
・・・30重量部
・木質活性炭(粒子径0.3mm〜3mm、比表面積850m2/g)
・・・10重量部
・鉛除去剤(品名;アルシル70 Selecto Scientific.Inc.製)
・・・15重量部
・天然繊維(防水度200cc) ・・・4重量部 (アラフィックス255 荒川化学工業株式会社製2%添加品)
・合成繊維(三井化学株式会社製 SWP) ・・・6重量部
を、500重量部の水に分散させ、20%の水性スラリーを得た。
次に、内径が20mmで外径が26mmの円筒形コア12を用意し、この円筒形コア12の表面に通水性不織布を巻いて、その布目が通水孔12aとなるようにした。この円筒形コア12を上記スラリー中に浸積して、一方から水を吸引することにより円筒形コア12の周囲に浄化部10aを付着させ、かつ脱水処理を施すことによって、内径が20mm、外径が65mm、かつ長さが46mmの生成形体を得た。
この生成形体を125℃の乾燥温度で加熱処理することにより、強度のあるフィルター10が得られた。得られたフィルター10の、通水路11型硬度計による硬度は、乾燥時88、常温水含水持82、45℃の温水含水持75という、硬度に非常に優れたフィルター10となった。なお、通水路11型硬度計による硬度が「0」のときは、539m・Nであり、「100」のときは、8379m・Nである。
以上のようにして得られたフィルター10を、図2に示したように容器20内に入れて浄水器100として、通水テストを行ったところ、次の表1に示すような結果が得られた。
この表1の、例えば最上段から分かることは、遊離残留塩素を1ppm含む40℃の汚水を、毎分8リットルの割合で通水したところ、50トンの汚水を流したところで、浄化機能が低下し始めたものである。従って、当該フィルター10は圧力損失が殆どなく、しかも、浄化能力が例えば市販品に比して、3倍以上であることが、この表1の結果から分かる。
(実施例2)
・繊維状活性炭(平均繊維径8μ、比表面積1280m/g)・・・45重量部
・ヤシ殻粒状活性炭(粒子径50〜100メッシュ、比表面積1360m/g)
・・・30重量部
・鉛除去剤(品名;アルシル70 Selecto Scientific.Inc.製)
・・・15重量部
・天然繊維(防水度200cc) ・・・4重量部 (アラフィックス255 荒川化学工業株式会社製2%添加品)
・合成繊維(三井化学株式会社製 SWP) ・・・6重量部
を、500重量部の水に分散させ、20%の水性スラリーを得た。
実施例1と同様な処理を行って得たフィルター10を使用して、図2に示したような浄水器100を形成した。この浄水器100を使用して、実験水に20ppbの鉛を添加して、この鉛の除去性能を測定したところ、表2に示す結果が得られた。
この表2から分かることは、本実施例で使用したフィルター10によれば、溶解性鉛の除去能力は、30トンであった。
100 浄水器
10 フィルター
10a 浄化部
11 通水路
12 円筒形コア
12a 通水孔
13 保護マット
13a 保護シート
20 容器
21 上容器
21a 給水口
21b 分流室
21c リブ
22 下容器
22a 吐水口
23 収納部
23a 通水空間
24 分流板
24a 突起
25 パッキング
30 蛇口
31 蛇口側吐出口
40 シャワーノズル
41 シャワーホース

Claims (2)

  1. 中心に通水路を貫通させた円筒状の浄水器用のフィルターであって、
    このフィルターの直径を、前記通水路の直径の3〜10倍とするとともに、このフィルターの長さを、当該フィルターの前記直径の0.5〜2.0倍とし、
    このフィルターの浄化部を、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤とし、前記両繊維の量を、前記活性炭100重量部に対して5〜20重量部として成形したことを特徴とする浄水器用のフィルター。
  2. 中心に通水路を貫通させた円筒状の浄水器用のフィルターを容器内に収納した浄水器であって、
    前記フィルターを、活性炭、天然繊維、融点が50℃〜130℃の合成繊維、及び、紙力増強剤とし、前記両繊維の量を、前記活性炭100重量部に対して、5〜20重量部となるようにして成形し、このフィルターの直径を、前記通水路の直径の3〜10倍とするとともに、このフィルターの長さを、当該フィルターの前記直径の0.5〜2.0倍として、
    前記容器を、互いに嵌合される上容器及び下容器を備えたものとして、これらの上容器及び下容器によって内部に前記フィルターのための収納部を構成するとともに、この収納部の、前記フィルターの側面側になる部分全体を通水空間となるようにしたことを特徴とする浄水器。
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