JP4116027B2 - 浄水器 - Google Patents

Description

本発明は、井戸水や水道水を浄水する浄水器に関するものである。

従来の技術について、図１０および図１１により説明する。

圧力容器５は、底部が鋼板製の鏡板５ａと、これに鋼板製の円筒状をなす胴体部を溶接して形成され、さらに圧力容器パッキン６を介して容器カバー７をカバー固着ボルト８により固着し、水密の容器に形成される。

圧力容器５の側面には対向する位置に原水側開口部５ｂと浄水側開口部５ｃを設け、両開口部５ｂ、５ｃにフランジ継手１０が取り付けられる。両フランジ継手１０間には樹脂製の導水通路２５が嵌合するように取り付けられる。

また、両フランジ継手１０にはフランジパッキン１１を介在してフランジ１２がネジで締め付けて取り付けられ、両フランジ１２には原水側、浄水側の配管が接続される。

導水通路２５は濾過用カートリッジ２０の浄水出口３０と嵌合可能な円筒状の浄水接続口２５ａ有し、円筒状の濾過用カートリッジ２０を複数個（本説明では４個）、シール用Ｏリング１５を介して水密的に嵌合している。

濾過用カートリッジケース２０ａには粉末状の活性炭（吸着材等の濾過手段）を充填し、カートリッジキャップ２０ｂを圧入嵌合する。

なお、この圧入されたカートリッジキャップ２０ｂは活性炭の詰め換えが可能なように取り外しができるものとしている。

円筒状の圧力容器５に、同じく円筒状の濾過用カートリッジ２０を複数個収納するため、圧力容器５の容積を有効利用できないデットスペースができてしまう。従って、濾布の面積（濾過表面積）と活性炭の充填量が少なくなるため浄水能力が低下する。

また、導水通路２５は４個の浄水接続口２５ａが離れて枝分かれしたような構成になっているので、合成樹脂成形金型で成形する都合上、水の流れる通路を一体に形成できないため、導水通路パッキン２６を介して導水通路カバー２７をネジ２８により固着する必要があった。このため、導水通路２５の構成が複雑で部品数が多く、作りにくいという問題があった。

更に、濾過用カートリッジ２０の浄水出口３０を浄水接続口２５ａに嵌合する際、浄水接続口２５ａが濾過用カートリッジ２０の影になり、浄水出口３０と浄水接続口２５ａの接続位置関係が見えないので、濾過用カートリッジ２０の取付が面倒であるという問題があった。

更にまた、濾過用カートリッジ２０に充填している活性炭が原水流路を逆流して水道水路や井戸ポンプ側に流れ込むのを防止するために、原水流路にボール式の逆流防止弁を備えている。ボール式の逆流防止弁は、構成が複雑で製造コストが高くなる。それに加え、ボールが作動する際に転がる音が煩く騒音になる。

本発明は、導水通路の構成が簡単で作り易く、かつ浄水性能が優れるものを提供することを目的とする。

本発明は、圧力容器内に取り外し自在に収納され、かつ流入する原水を濾す濾過手段が備わる複数の濾過用カートリッジと、原水を圧力容器内に導く原水流入管と、濾過手段で濾過され、かつ濾過用カートリッジから流れ出る浄水を圧力タンクの外に導く浄水吐出管とを有する浄水器にあって、原水流入管と浄水吐出管が略同軸線上で一列になって、圧力タンク内に横置きになるように配置し、原水流入管に逆流阻止用の逆止弁を設け、複数の濾過用カートリッジには浄化された浄水が流出する浄水出口を濾過用カートリッジの下面に、かつ浄水吐出管の軸線にほぼ向くように設け、浄水吐出管には、濾過用カートリッジを圧力容器に挿入する際に浄水出口が着脱自在に接続される複数の浄水接続口を上向きに、かつ浄水吐出管の軸線にほぼ沿って並ぶように設けたことを特徴とする。

本発明によれば、本発明は、導水通路の構成が簡単で作り易く、かつ浄水性能が優れたものを提供することができる。

本発明の一実施例を図１から図９に沿って説明する。

なお、図１０および図１１で述べた従来例と共通する部品等については、同じ符号を付して説明を簡単にする。

圧力容器５は、底部が鋼板製の鏡板５ａと、鏡板５ａに溶接された鋼板製の円筒状をなす胴体部と、容器カバー７とで構成される。圧力容器５の胴体部に、圧力容器パッキン６を介して容器カバー７は取り付けられる。容器カバー７はカバー固着ボルト８により確実に固着することにより、水密の容器が形成される。

この圧力容器５は、鏡板５ａの底部と、円筒状の胴体部と、取り外し自在なる容器カバー７とで構成されているが、取り外し自在なる容器カバーと底の付いた有底筒状の容器とで構成することも可能である。

圧力容器５の側面には合い対向する位置に原水側開口部５ｂと浄水側開口部５ｃを設け、両開口部５ｂ、５ｃにフランジ継手１０を取り付ける。この両フランジ継手１０間に合成樹脂製の導水通路をなす原水流入管３と原水流入管３の同軸上に接続される浄水吐出管２を取り付ける。

また、フランジ継手１０にはフランジパッキン１１を介在して原水側、浄水側に配管が接続できるフランジ１２が備わる。

原水流入管３と浄水吐出管２は、管状体で形成されており同軸直線状に延在し、濾過用カートリッジ１の下方に位置し、かつ圧力容器５の内部を横切るように配置される。圧力容器５は濾過する前の原水を導入する原水導入口になる。浄水吐出管２は、濾過された浄水を送り出す浄水送出口になる。原水導入口は前記原水側開口部５ｂに、浄水送出口は浄水側開口部５ｃに対向するように置かれる。原水導入口、浄水送出口にフランジ継手１０の管部を挿入することで、圧力容器５内に置かれる原水流入管３と浄水吐出管２が支持される。

原水流入管３には濾過用カートリッジ１に備わる活性炭３４が逆流しないようにスウィング式（揺動式）の逆止弁３ａが設けられ、逆止弁３ａは逆止弁受け台部３ｂによって原水流入管３から外れないように固定される。

この逆止弁３ａに関し、関連構成を含めて図６、図７を引用して更に詳しく説明する。

原水流入管３の流出端側には、環状の弁座７０が設けられる。逆止弁３ａは、弁体部７１と支持部７２を有する。逆止弁３ａの支持部７２は逆止弁受け台部７３に支持される。逆止弁受け台部７３は弁座７０の上部外周側に設けられる。支持部７２は逆止弁受け台部７３の内側対向面に形成した溝に差し込むように取り付けられる。支持部７２が抜け落ちないように挟持部材７４で、支持部７２を逆止弁受け台部７３に挟み付けるようにしている。

逆止弁３ａはゴムで形成されている。天然ゴムや合成ゴム以外でも、可撓性を有する材料であれば良い。逆止弁３ａは支持部７２の付け根部を屈曲個所にして弁体部７１が揺動自在に動く。弁体部７１が弁座７０に当接することで、逆止弁３ａは閉じられ、弁座７０から離れることで、逆止弁３ａは開かれる。

弁体部７１が接離れる弁座７０の接触端部は傾斜している。原水流入管３を流れる原水の流入方向に対し、後方が上側で前方が下側になるような傾斜形状にしている。このような傾斜形状に弁座７０がなっているので、弁体部７１の接触端部への当接力が高まり、逆止弁の逆流防止作用が向上する。

揺動自在なる逆止弁は、ボール式の逆止弁と違ってボールの転がる音が発生せず、騒音が生じないものである。またボール式の逆止弁は、ボールの他にボールが転がるガイド部、ボールを押すバネ、ボールが座る弁座部が備わる複雑な構成である。これに対し、本発明の実施例に係る揺動自在なる逆止弁は、構成が簡単で作り易く、安価にできるのである。

更に、逆止弁３ａの弁体部７１には、接離する面の反対側に一体に形成されたリブ７１aが設けられている。このリブ７１aで、弁体部７１の保形性が高められ、逆流防止性能が向上する。

原水流入管３と浄水吐出管２は、同軸線上で一列になって直線状に構成される。そして、原水流入管３と浄水吐出管２は、圧力容器５内に位置し、かつ互いに向き合う対向端部側が連結され、一本の梁のようになって圧力容器５内に渡されるのである。

原水流入管３と浄水吐出管２は合成樹脂で形成される。原水流入管３の流出端側に一対の連結部７５が原水流入管３の軸線に沿って延在するよう設けられる。連結部７５の内側面に軸線方向に沿って延びる支持溝７６が設けられる。浄水吐出管２の端部側には、軸線方向に沿って延びる偏平の連結片７７が設けられる。この連結片７７が連結部７５の支持溝７６が差し込まれて、原水流入管３と浄水吐出管２が一本の梁のように連結されるのである。

原水流入管３に設ける一対の連結部７５は、中央を空けるように離して配置され、かつ偏平の連結片７７は、先端側中央をほぼV字形状にカットしているので、逆止弁が揺動動作をする際に接触する等の支障が生じなく、逆止弁は正常に作動する。

原水流入管３は、浄水吐出管２と別体に形成されるので、端部側に逆止弁受け台部７３や弁座７０を有しても、特別な成型用金型を用いることなく、容易に成型できるのである。また原水流入管３への逆止弁３ａの組み込みは、浄水吐出管２と連結する前に行うことで、容易に行うことができる。

原水流入管３と浄水吐出管２は、それぞれが、圧力容器５にフランジ継手１０により、不安定な片方支持のようになっているが、一本の梁のように連結されることにより、両端支持の安定した丈夫な支持構造になるのである。

浄水吐出管２には、軸線上の上面に、濾過用カートリッジ１の浄水出口である浄水パイプ３０と嵌合可能な浄水接続口であるパイプ接続部２ａを２個所設ける。濾過用カートリッジ１の浄水パイプ３０は、濾過用カートリッジ１を圧力容器５に入れることにより、パイプ接続部２ａに挿入される。

この挿入に際し、浄水吐出管２には下向きの力が加わるが、前述したように浄水吐出管２は両端支持の安定した丈夫な支持構造になっているので、浄水パイプ３０をパイプ接続部２ａにしっかりと確実に接続されることができるのである。

濾過用カートリッジ１は、圧力容器５の上側内径とほぼ同一径の外径を有し、かつ半円柱状をなしている。この半円柱状の濾過用カートリッジ１が対になって圧力容器５内に収納されるのである。

二つの濾過用カートリッジ１は、平坦面が対向するように圧力容器５に挿入することで、浄水パイプ３０がパイプ接続部２ａに挿入されるのである。浄水パイプ３０とパイプ接続部２ａの間に介在されるＯリング１５は、水密を保つものである。

なお、濾過用カートリッジ１の質量が取扱性に影響しなければ、濾過用カートリッジ１は一つでも良いが、内部に水が溜まるので重くなるため２個に分割することが望ましい。

浄水吐出管２は管状で、かつ直線状に延在するよう形成され、しかも、浄水側部の外側端には浄水送出口を設け、軸線上には複数のパイプ接続部２ａ（浄水接続口）を上向き（容器カバー７側向き）に設けられている。そして、浄水吐出管２に設けられるパイプ接続部２ａは、軸線上で、かつ垂直にほぼ揃って並ぶように設けた構成にしたので、浄水吐出管２は合成樹脂で一体に成形できるのである。

浄水吐出管２の成型は、長手方向に抜く金型、上下方向に抜く金型、横方向に抜く金型で成形できるのである。浄水吐出管２は構成が簡単で作り易いものである。

複数のパイプ接続部２ａ（浄水接続口）の設ける位置は、必ずしも管状体の軸線に一致させる必要はなく成形用の金型が抜ける程度の範囲で軸線からずらしても良い。

従来のものでは図１０、図１１に示すように導水通路２５が樹脂成形金型の金型分割上で一体に形成できず、別部材の導水通路用カバー２７をネジ２８により固着しなければならなく、シール用の導水通路用パッキン２６も必要である。

本発明の実施例のものは、一体形成の浄水吐出管２で導水通路ができるので、部品点数の削減、コストダウンが図れるのである。

パイプ接続部２ａ（浄水接続口）には、上拡がりのベルマウス状の傾斜案内部２ｂを有する。このため、濾過用カートリッジ１を圧力容器５に挿入する際に浄水出口が傾斜面に沿ってセンターリングされるように案内されるので、濾過用カートリッジ１の浄水パイプ３０（浄水出口）は、パイプ接続部２ａ（浄水接続口）に容易に挿入される。従来のような浄水出口と浄水接続口との位置合わせが不要であるので、濾過用カートリッジ１の圧力容器５への組み込みが容易である。

従来のものは、図１０、図１１に示すように円筒状の圧力容器５に同じく円筒状のカートリッジ２０を複数個収納するため、デットスペースができてしまい、圧力容器５の容積を有効利用できない。この分、フィルター機能を発揮する濾布３３の面積（濾過表面積）と活性炭３４の充填量が制限されるため浄水能力の面で不利であった。本発明の実施例のものは、半円柱状をなす二つの濾過用カートリッジ１を合わせるように備えるのでデットスペースが少なく、濾布３３（濾過手段）の面積と活性炭３４の充填量を増やせることから浄水能力の向上が図れる。

更に濾過用カートリッジ１について説明を加える。

集水管３１と浄水パイプ３０（浄水出口）により、濾布３３（濾過手段）を水密に挟み込み、前記浄水パイプ３０をカートリッジケース１ａに圧入する。更に粉末状の活性炭３４（濾過手段）をカートリッジケース１ａ内に充填し、カートリッジキャップ１ｂをカートリッジケース１ａの上端側に圧入嵌合する。

このカートリッジキャップ１ｂは、活性炭３４の詰め換えが可能なように取り外しができるものとしている。

濾布３３は、水が内部を流れるように袋状になっており、集水管３１が挿入されている。集水管３１は、濾布３３の下側から挿入され、上端が濾布３３の上近くまで届く用に奥深く挿入される。集水管３１の上端側には、集水口が設けられている。集水量を増すために、集水管３１の上端側近傍に補助集水口を設けている。

井戸水ないし水道水の原水は、注水管３２の上端側の原水入口から流入し、活性炭３４および濾布３３により浄水され、集水管３１と浄水パイプ３０を経て浄水吐出管２に導かれる構成としている。

注水管３２は、原水の出口側端がカートリッジケース１ａの内底に近いところまで深く挿入される。集水管３１の集水口が濾布３３の上近く（カートリッジケース１ａの天井側）に、注水管３２の出口側端がカートリッジケース１ａの内底近くに位置するので、集水口と出口側端が遠く離れて存在することになり、活性炭等の粒状濾過材（粉末状を含む）で十分濾過された浄水を作ることができる。

注水管３２の原水出口側端から圧力容器内５内に流れ出た原水は、濾布３３の外側に存在する粒状濾過材で濾過されて濾布３３の内側に流入し、集水管３１より浄水吐出管２に流出する。

カートリッジケース１ａは、ポリエチレンを含む合成樹脂で形成されている。カートリッジケース１ａは、カートリッジケース主体とカートリッジキャップ１ｂから構成される。カートリッジケース１ａは、ブロー成型により形成される。

カートリッジキャップ１ｂは、ブロー成型した後にカートリッジケース主体から切断して形成する。カートリッジケース主体の上部開口部は、カートリッジキャップ１ｂよりも幾分小径に絞った形状にしている。この小径に絞ったところとカートリッジキャップ１ｂとのつなぎになるところは、カットして捨てた。

カートリッジケース１ａの半円柱外周上には横に延びる帯状の複数のリブ１ｃを設ける。このリブ１ｃの断面は図３、図４および図６のようにカートリッジケース１ａの半円柱外周上を凹凸で構成することにより手でつかみ易くなっており、濾過用カートリッジ１を浄水吐出管２から取り外し易くしている。

更には、リブ１ｃはカートリッジケース１ａの変形防止としての補強リブにもなっており、特に初期通水時における濾過用カートリッジ１の外側と内側の圧力差圧による半円柱外周上の平面部、すなわち図４に示す平面部１ｄのへこみ防止として効果を奏する。へこみ防止だけを考えるなら、リブ１ｃは平面部１ｄだけで良い。成型用の金型に形成するリブ用の溝がその分、少なくなり金型の加工コストの低減になる。

図５は、図３のＡ−Ａ断面図である。濾布３３はカートリッジケース１ａの内部に九十九折りに挿入されており、その折部３３ａはカートリッジケース１ａの内壁と接触する。従って、原水入口から流入した井戸水ないし水道水の原水は濾過用カートリッジ１の軸方向には流れるが、半円柱外周には濾布３３の折部３３ａによって堰き止められるため流れていかない。しかしながら、前記リブ１ｃを設けることにより、濾布３３の折部３３ａとカートリッジケース１ａの内壁が接触しない空間１ｅが半円柱外周上にでき、この空間１ｅに原水が流れるため濾過用カートリッジ１の内部全体に原水が行き渡る。これにより、隈なく活性炭３４に原水を触れさせることができ、活性炭３４の性能を十分活用することができることから浄水能力（特に残留塩素濾過能力）の向上が図れる。

カートリッジケース１ａには、カートリッジケース主体とカートリッジケースキャップとが圧入嵌合部１ｆ（嵌合する重合部）する部位で、カートリッジケース１ａの内側溝部に板状の嵌合支持板３５を設ける。この嵌合支持板３５によりカートリッジケース１ａの変形を防止してカートリッジケース主体とカートリッジキャップ１ｂの嵌合力を高めることができる。

図９は、カートリッジケース１ａのブロー成型について、成型用金型の分割個所、原水の流入穴９０、浄水の流出穴９１との関係を示したものである。

浄水パイプ３０が挿入される流出穴９１は、カートリッジケース１ａの底面から下側に突き出す円筒になっている。円筒の流出穴９１に浄水パイプ３０が嵌合するように挿入されるので、嵌合部から活性炭が流出することはない。

流出穴９１は、成型用金型の分割線９２上に位置させる。この流出穴９１より、ブロー成型の空気を送り込むので、流出穴９１は分割線９２上に位置させねばならないのである。

注水管３２が挿入される流入穴９０は、成型用金型の分割線９２上から離したところに位置させている。この流入穴９０は機械で削る機械加工になるので、分割線９２上から離した。分割線９２に機械加工するのは、穴の強度が弱まる傾向にある。また流出穴９１と流入穴９０を離すことで、出来るだけ活性炭３４に原水を触れさせる機会が増え、原水の浄化を高めることができる。

本発明の一実施例に係るもので、浄水器の全体構成を示す縦断面図。 図１に示す浄水器から圧力容器カバーを外して上から見た状態を示す平面図。 本発明の一実施例に係るもので、濾過用カートリッジの縦断面図。 本発明の一実施例に係るもので、濾過用カートリッジの正面および右側面を示す図。 図３のＡ−Ａ断面図。 本発明の一実施例に係るもので、原水流入管、浄水吐出管２、濾過用カートリッジを分解して示す分解斜視図。 本発明の一実施例に係るもので、原水流入管および逆止弁を断面および平面から示す図。 本発明の一実施例に係るもので、広げた濾布の部分拡大図。 本発明の一実施例に係るもので、カートリッジケース１の水平に断面した図。 従来例を示すもので、浄水器の全体構成を示す縦断面図。 図１０に示す浄水器から圧力容器カバーを外して上から見た状態を示す平面図。

符号の説明

１…濾過用カートリッジ、１ａ…カートリッジケース、１ｂ…カートリッジキャップ、１ｃ…リブ、２…浄水吐出管、２ａ…パイプ接続部、２ｂ…傾斜案内部、３…原水流入管、３ａ…逆止弁、３ｂ…逆止弁受け台部、５…圧力容器、３０…浄水パイプ、３３…濾布、３４…活性炭、３５…嵌合支持板。

Claims (4)

1. 井戸水等の原水が注がれる圧力容器と、
   前記圧力容器内に取り外し自在に収納され、かつ流入する前記原水を濾す濾過手段が備わる複数の濾過用カートリッジと、
   前記原水を前記圧力容器内に導く原水流入管と、
   前記濾過手段で濾過されて前記濾過用カートリッジから流れ出る浄水を前記圧力容器の外に導く浄水吐出管とを有する浄水器にあって、
   前記原水流入管は逆流阻止用の逆止弁を有し、
   前記原水流入管と前記浄水吐出管は略同軸線上で一列になって、前記圧力容器内に横置きになるように配置され、
   前記複数の濾過用カートリッジは浄水が流出する浄水出口を有し、
   前記浄水出口は、濾過用カートリッジの下面に、かつ前記浄水吐出管の軸線にほぼ向くように設け、
   前記浄水吐出管は、前記濾過用カートリッジを前記圧力容器に挿入する際に前記浄水出口が着脱自在に接続される複数の浄水接続口を有し、
   前記複数の浄水接続口は、上向きに、かつ浄水吐出管の軸線にほぼ沿って並ぶように設け、
   前記濾過用カートリッジは、濾布ないし活性炭を含む濾過手段が収納され、かつ濾過用カートリッジの外殻になるカートリッジケースを有し、
   該カートリッジケースは、ポリエチレンを含む合成樹脂でブロー成型され、かつカートリッジケース主体と、該カートリッジケース主体の上側に取り外し自在に取り付けられるカートリッジケースキャップとを有し、
   カートリッジケース主体の内側で、かつカートリッジケース主体とカートリッジケースキャップが嵌合する重合部には、板状の嵌合支持板を設けたことを特徴とする浄水器。
2. 請求項１に記載された浄水器にあって、
   前記逆止弁を揺動自在式にしたことを特徴とする浄水器。
3. 請求項１または２に記載された浄水器にあって、
   前記複数の浄水接続口は、前記濾過用カートリッジを前記圧力容器に挿入する際に前記浄水出口の中心が浄水接続口の中心の合うように導く上拡がりの傾斜案内部を有することを特徴とする浄水器。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載された浄水器にあって、
   原水流入管と浄水吐出管は、前記圧力容器内に位置し、かつ対向する端部側を連結したことを特徴とする浄水器。

Images