JP4187601B2 - 浄水器 - Google Patents

Description

本発明は、水道水やその他の原水中に含まれる塩素や臭気原因物質、有害物質を除去することにより、飲み易くて安全な水を供給する浄水器に関する。

周知のように、安全に水を供給するために、水道水には殺菌用の塩素添加が義務付けられている。このために、水道水が雑菌により汚染される懸念は少ないものの、カルキ臭により水の飲み易さ損なわれてしまうという問題がある。また、この塩素と、水道水中に含まれるフミン質等の有害物質とが反応することにより、発ガン性を有するトリハロメタンが水道水中に生成され、人体に危険を及ぼす恐れがある。また、近年、河川等の汚染により、これらを水源とする水道水中には、２−メチルイソボルネオールのようなカビ臭原因物質が微量成分として含まれている。また、水道水の配水に使用される配管に鉛管が使用されている場合、水道水の滞留、ｐＨ等により鉛管から溶解性鉛が溶出する。この鉛を人が摂取した場合、健康を害することが分かってきた。

一般に、これら水道水中の有害物質を除去するための手段として、浄水器が用いられているが、上述した様な多数の有機物質及び有害物質を除去するためには、高性能の浄水器が必要となる。この高性能な浄水器を達成するには、一般に濾過材の量を増やす必要があるが、これにより浄水器は、必然的に大きく、かつ重くなってしまう。大きく、重くなってしまったカートリッジを交換する場合、その操作性の観点から、取り扱いやすい着脱性が求められる。また、大きくなった浄水器用カートリッジならびに本体は、耐圧性の観点から、使用時の水圧付加による繰り返し疲労に対する破損について考慮する必要がある。

従来、この種の浄水器としては、浄水器本体と、この浄水器本体に着脱自在に配置される浄水器用カートリッジと、浄水器用カートリッジ下部に設けられ、原水を浄水器用カートリッジ内に流入させるカートリッジ入水部と、浄水器用カートリッジ下部に設けられ、処理水を浄水器用カートリッジから浄水器本体に出水するカートリッジ出水部と、浄水器本体に固定された入水側ワンタッチカプラーと、浄水器本体に固定された出水側ワンタッチカプラーとから構成されたものが提供されている。入水側ワンタッチカプラーは、浄水器用カートリッジを浄水器本体に設置する際、浄水器用カートリッジのカートリッジ入水部と連通して接続するものである。また、出水側ワンタッチカプラーは、浄水器用カートリッジを浄水器本体に設置する際、浄水器用カートリッジのカートリッジ出水部と連通して接続するものである。出水側ワンタッチカプラーの周壁と、入水側ワンタッチカプラーの周壁には、それぞれＯリングが設けられており、このＯリングは、浄水器用カートリッジが接続された際に、浄水器用カートリッジのカートリッジ入水部とカートリッジ出水部の先端周囲部分にシールするものである（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３６１２３２号公報（段落番号００１１〜００１３、第１図）

ところで、上述した特許文献１記載の浄水器において、水道水は、浄水器本体内に入ると、入水側ワンタッチカプラーに接続されたカートリッジ入水部から浄水器用カートリッジ内に流入し、ここで濾過されて処理水となる。この処理水は、出水側ワンタッチカプラーと接続されたカートリッジ出水部から浄水器本体に戻され、配管を通って吐出ノズルより出水される。しかし、入水側ワンタッチカプラーと出水側ワンタッチカプラーとが浄水器本体に固定されているため、水の流入、流出時に生じる動水圧や水撃等により、入水側ワンタッチカプラーに接続されたカートリッジ入水部と、出水側ワンタッチカプラーと接続されたカートリッジ出水部に、弾性及び塑性変形が生じる可能性があり、この変形により、カートリッジ出水部に応力集中が生じて耐久性が低下する可能性があった。

また、浄水器本体から浄水器用カートリッジを取り外す際に、この浄水器においては、入水側ワンタッチカプラーと出水側ワンタッチカプラーとから、カートリッジ入水部とカートリッジ出水部を、同時に取り外す必要がある。しかし、Ｏリングの劣化等により、それぞれのＯリングとカートリッジ入水部及びカートリッジ出水部の先端周囲部分が固着してしまう場合がある。この場合、浄水器においては、固着したＯリングと、カートリッジ入水部及びカートリッジ出水部とを同時を取り外さなければならないことにより、片方を取り外す力に比べると２倍の力を必要とした。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、浄水器用カートリッジの着脱性向上と、動水圧や水撃によって生じる可能性のある、ワンタッチカプラー接続部分の弾性、塑性変形を低減し、耐久性を向上させる浄水器を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
この発明に係わる浄水器は、浄水器用カートリッジと、浄水器本体とを備え、前記浄水器本体が、前記浄水器用カートリッジを保持し、水を流入させるワンタッチカプラーと、同水を流出させるワンタッチカプラーとを有して構成される浄水器であって、前記水を流入させるワンタッチカプラーと前記水を流出させるワンタッチカプラーとのいずれか一方が本体に固定され、他方が移動可能とされていることを特徴とする。

この発明によれば、水を流入させるワンタッチカプラーと、水を流出させるワンタッチカプラーとの間には、取り外すタイミングにタイムラグが生じるため、両方を同時に取り外すのと比較すると半分の力で済むので、着脱性を向上させることができる。
また、それぞれのワンタッチカプラーには、動水圧と水撃により弾性、塑性変形が生じる可能性があるが、どちらか一方のワンタッチカプラーが移動することにより、変形を吸収する。この結果、浄水器は、水を流入させるワンタッチカプラーと、水を流出させるワンタッチカプラーの耐久性を向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、浄水器１は、浄水器本体２と、この浄水器本体２に着脱自在に設置されている浄水器用カートリッジ３と、原水を浄水器１内に導入する入水部４と、濾過された水を出水する吐出ノズル５と、浄水器用カートリッジ３を覆うケース６とから構成されている。
図２に示すように、浄水器用カートリッジ３は、吸着材７と、中空円柱部分に中空糸膜を有する中空糸モジュール８とを備えている。また、浄水器用カートリッジ３の下部３Ａには、浄水器本体２に接続するためのカートリッジ入水部９と、浄水器本体２に接続するためのカートリッジ出水部１０とが設けられている。カートリッジ入水部９は、浄水器本体２から原水を浄水器用カートリッジ３内に導入する通路であり、カートリッジ入水部９の外周面９Ａには、入水側カプラー溝９Ｂと、最大径部分９Ｃと、テーパ面９Ｄと、先端周囲部分９Ｅとが設けられている。また、カートリッジ出水部１０は、浄水器用カートリッジ３により濾過された処理水を浄水器本体２に出水する通路であり、カートリッジ出水部１０の外周面１０Ａには、出水側カプラー溝１０Ｂと、最大径部分１０Ｃと、テーパ面１０Ｄと、先端周囲部分１０Ｅとが設けられている。即ち、浄水器用カートリッジ３は、カートリッジ入水部９より流入した原水を、吸着剤７及び中空糸モジュール８を備えた浄水器用カートリッジ３により濾過して、この濾過された処理水をカートリッジ出水部１０より出水するものである。

図３に示すように、浄水器本体２は、入水側ワンタッチカプラー（水を流入させるワンタッチカプラー）１１と、出水側ワンタッチカプラー（水を流出させるワンタッチカプラー）１２と、出水側ワンタッチカプラー１２と図１に示す吐出ノズル５とを接続するホース１３とから構成されている。入水側ワンタッチカプラー１１は、浄水器本体２に圧入により固定されており、出水側ワンタッチカプラー１２は、浄水器本体２に対して、浄水器用カートリッジ３の取り付け方向と同一方向（図面の上下方向）と、浄水器用カートリッジ３の取り付け方向と交差する方向（図面の左右方向）に移動可能とされている。
これにより、浄水器用カートリッジ３は、カートリッジ入水部９と入水側ワンタッチカプラー１１とが接続され、かつカートリッジ出水部１０と出水側ワンタッチカプラー１２とが接続されることにより浄水器本体２に設置されている。

また、出水側ワンタッチカプラー１２の位置する浄水器本体２の底部２Ａには、裏蓋１４がビス止めされており、出水側ワンタッチカプラー１２は、この裏蓋１４に接していることにより、垂直下方向に移動できないようにされている。
入水側ワンタッチカプラー１１は、周壁の溝１１ａに設けられて円周方向に直交する方向に変位可能な４個のボ−ル２１ａと、これら４個のボール２１ａを押さえる円筒状の押さえリング２２ａと、押さえリング２２ａを介してボール２１ａを周壁の溝１１ａの端部に押しつける圧縮コイルバネ２４ａと、下部の周壁の溝１１ｂ内に嵌合されたＯリング２５ａとを備えている。Ｏリング２５ａは、入水側ワンタッチカプラー１１に挿入されたカートリッジ入水部９の先端の周囲に接して入水側ワンタッチカプラー１１とカートリッジ入水部９との接続部分を液密にシールするものである。

出水側ワンタッチカプラー１２は、周壁の溝１２ａに設けられて円周方向に直交する方向に変位可能な４個のボ−ル２１ｂと、これら４個のボール２１ｂを押さえる円筒状の押さえリング２２ｂと、押さえリング２２ｂを介してボール２１ｂを周壁の溝１２ａの端部に押しつける圧縮コイルバネ２４ｂと、下部の周壁の溝１２ｂ内に嵌合されたＯリング２５ｂとを備えている。Ｏリング２５ｂは、出水側ワンタッチカプラー１２に挿入されたカートリッジ出水部１０の先端の周囲に接して出水側ワンタッチカプラー１２とカートリッジ出水部１０との接続部分を液密にシールするものである。また、出水側ワンタッチカプラー１２には、円筒状のスライダー２３が設けられている。

次に、上記の構成からなる浄水器１の作用について説明する。
図４に示すように、浄水器用カートリッジ３を浄水器本体２に取り付ける場合、使用者は、カートリッジ入水部９を入水側ワンタッチカプラー１１に、カートリッジ出水部１０を出水側ワンタッチカプラー１２にそれぞれ嵌め合わせ、浄水器用カートリッジ３をゆっくりと押し下げる。浄水器用カートリッジ３を押し下げると、カートリッジ入水部９が入水側ワンタッチカプラー１１に、カートリッジ出水部１０が出水側ワンタッチカプラー１２に、それぞれほぼ同時に挿入される。

一方の入水側ワンタッチカプラー１１では、カートリッジ入水部９の外周面９Ａに形成されたテーパ面９Ｄが、４個のボ−ル２１ａを、互いの間隔を拡大させながら斜め下方に押し下げる。各ボール２１ａは、押さえリング２２ａの上端面に形成されたテーパ面にも接しているので、各ボール２１ａが押し下げられると、押さえリング２２ａが、圧縮コイルバネ２４ａの付勢力に逆らって下方に押し下げられる。押さえリング２２ａが押し下げられると、押さえリング２２ａに占められていた部分に空隙が生まれ、この空隙に各ボール２１ａが入り込んで外側に移動する。各ボール２１ａが外側に移動すると、入水側ワンタッチカプラー１１の内側に、カートリッジ入水部９の最大径部分９Ｃが通り抜けられる大きさの経路が確保される。カートリッジ入水部９の最大径部分９Ｃがこの経路を通り抜け、各ボール２１ａよりも下側に移動すると、押さえリング２２ａが、圧縮コイルバネ２４ａの付勢力に従って上方に押し上げられる。押さえリング２２ａが押し上げられると、押さえリング２２ａのテーパ面に接する各ボール２１ａが、空隙から押し出されるようにして内側に移動し、入水側カプラー溝９Ｂに嵌め込まれる。各ボール２１ａが入水側カプラー溝９Ｂに嵌め込まれるのとほぼ同時に、カートリッジ入水部９の先端周囲部分９Ｅが、Ｏリング２５ａの内側に挿入される。これにより、カートリッジ入水部９が、入水側ワンタッチカプラー１１に、容易には離脱しないように取り付けられる。

他方の出水側ワンタッチカプラー１２では、カートリッジ出水部１０の外周面１０Ａに形成されたテーパ面１０Ｄが、４個のボ−ル２１ｂを、互いの間隔を拡大させながら斜め下方に押し下げる。各ボール２１ｂは、押さえリング２２ｂの上端面に形成されたテーパ面にも接しているので、各ボール２１ｂが押し下げられると、押さえリング２２ｂが、圧縮コイルバネ２４ｂの付勢力に逆らって下方に押し下げられる。押さえリング２２ｂが押し下げられると、押さえリング２２ｂに占められていた部分に空隙が生まれ、この空隙に各ボール２１ｂが入り込んで外側に移動する。各ボール２１ｂが外側に移動すると、出水側ワンタッチカプラー１２の内側に、カートリッジ出水部１０の最大径部分１０Ｃが通り抜けられる大きさの経路が確保される。カートリッジ出水部１０の最大径部分１０Ｃがこの経路を通り抜け、各ボール２１ｂよりも下側に移動すると、押さえリング２２ｂが、圧縮コイルバネ２４ｂの付勢力に従って上方に押し上げられる。押さえリング２２ｂが押し上げられると、押さえリング２２ｂのテーパ面に接する各ボール２１ｂが、空隙から押し出されるようにして内側に移動し、出水側カプラー溝１０Ｂに嵌め込まれる。各ボール２１ｂが出水側カプラー溝１０Ｂに嵌め込まれるのとほぼ同時に、カートリッジ出水部１０の先端周囲部分１０Ｅが、Ｏリング２５ｂの内側に挿入される。これにより、カートリッジ出水部１０が、出水側ワンタッチカプラー１２に、容易には離脱しないように取り付けられる。

水を濾過する場合、原水が入水部４より浄水器本体２に流入する。そして、浄水器本体２に流入した原水は、入水側ワンタッチカプラー１１、浄水器用カートリッジ３の順に流される。このとき、原水は、浄水器用カートリッジ３で濾過され、処理水となる。この処理水は、出水側ワンタッチカプラー１２、ホース１３を通り吐出ノズル５より出水される。
このとき、入水側ワンタッチカプラー１１と出水側ワンタッチカプラー１２には、動水圧と水撃により弾性、塑性変形が生じる可能性がある。しかし、出水側ワンタッチカプラー１２は、浄水器用カートリッジ３の取り付け方向に対して同一方向及び交差する方向に移動可能とされているので、水撃と動水圧による変形の可能性を低減する。
なお、交差する方向とは、浄水器用カートリッジ３の取り付け方向に対して同一方向に対して直交する方向に限らず、斜めに交差する場合も含む。

次に、浄水器用カートリッジ３を浄水器本体２から取り外す場合、使用者は、浄水器用カートリッジ３を垂直上方向にゆっくりと引き上げる。浄水器用カートリッジ３を引き上げると、まず、先行してカートリッジ入水部９が入水側ワンタッチカプラー１１から離脱され、カートリッジ出水部１０が、僅かにタイムラグを生じて出水側ワンタッチカプラー１２から離脱される。
一方の入水側ワンタッチカプラー１１では、浄水器用カートリッジ３を引き上げると、まず、カートリッジ入水部９の先端周囲部分９Ｅが、Ｏリング２５ａから離脱され、続いて入水側カプラー溝９Ｂに嵌め込まれた各ボ−ル２１ａが、入水側カプラー溝９Ｂの壁面に押されて外側に移動する。各ボール２１ａが外側に広がったところをカートリッジ入水部９の最大径部分９Ｃが通過し、入水側ワンタッチカプラー１１から離脱される。
他方の出水側ワンタッチカプラー１２では、浄水器用カートリッジ３を引き上げると、まず、出水側ワンタッチカプラー１２が垂直上方向に移動し、浄水器本体２の壁部２Ｂにスライダー２３が接触して上方への移動を制止される。出水側ワンタッチカプラー１２が移動を制止されると、カートリッジ出水部１０の先端周囲部分１０Ｅが、Ｏリング２５ｂから離脱され、続いて出水側カプラー溝１０Ｂに嵌め込まれた各ボ−ル２１ｂが、出水側カプラー溝１０Ｂの壁面に押されて外側に移動する。各ボール２１ｂが外側に広がったところをカートリッジ出水部１０の最大径部分１０Ｃが通過し、出水側ワンタッチカプラー１２から離脱される。

上記のように、この浄水器１によれば、出水側ワンタッチカプラー１２は、移動可能とされていることにより、動水圧と水撃により生じる可能性のある変形を吸収できる。この結果、この浄水器１は、入水側ワンタッチカプラー１１及び出水側ワンタッチカプラー１２の変形の可能性を低減させるので、耐久性を向上させることができる。
また、入水側ワンタッチカプラー１１と出水側ワンタッチカプラー１２との間には、取り外すタイミングにタイムラグが生じるため、Ｏリング２５ａ、２５ｂがカートリッジ入水部９やカートリッジ出水部１０に固着していても、両方を同時に取り外すのと比較すると半分の力で済むので、着脱性を向上させることができる。

なお、この浄水器本体２と浄水器用カートリッジ３の操作性、着脱性を良好に保つためには、元々の浄水器用カートリッジ３の満水時重量も要因の一つとなってくる。浄水器用カートリッジ３の満水時の重量は０．２ｋｇ〜４．０ｋｇの範囲であればよく、０．４ｋｇ〜３．５ｋｇの範囲が好ましく、特に１．０ｋｇ〜３．０ｋｇの範囲がより好ましい。

また、浄水器用カートリッジ３も、図１に示すものに限定するものではない。図５に示すように、中空円筒状に固められたブロック状活性炭からなり、中空部を有する吸着剤が収納された浄水器用カートリッジ３１としても良い。なお、ブロック状活性炭の吸着材は、図５に示すような、中空円筒状の成形体に限定はされず、不織布などで形成された二重壁の円筒の中に、粉体、粒体、繊維状の吸着材を充填したものなどであっても良い。

また、浄水器本体２及び浄水器用カートリッジ３を構成する材質は、コスト、成形加工性を考慮すると、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＥ樹脂、アクリル樹脂、ポリスルフォン、変性ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）、ポリカーボネイト樹脂等のプラスチックで構成することが好ましい。また、肉厚は２ｍｍ以上が好ましい。
また、浄水器１に用いられる吸着材７としては、粉末状活性炭、粒状活性炭、分子吸着樹脂、ゼオライト、モレキュラーシーブ、キレート樹脂、イオン交換樹脂、亜硫酸カルシウム、コーラルサンド、麦飲石、医王石、トルマリン等が例示でき、これらのうち１種類、あるいは２種類以上を用いて使用する方法が挙げられる。望ましくは、粉末状活性炭、粒状活性炭、ゼオライト、モレキュラーシーブ、イオン交換樹脂、亜硫酸カルシウムの内１種類、あるいは２種類以上を用いることで、特に好ましいのは、粉末状活性炭、粒状活性炭を用いる場合である。

また、水の味を損ねる物質、有機物質及び有害物質等の除去性能を高める目的として、粒状濾過材の前段に成形状濾過材が配置されていても良い。この成形状濾過材としては、粉末活性炭、粒状活性炭、繊維状活性炭、イオン交換繊維、ゼオライト、モレキュラーシーブ、キレート樹脂、イオン交換樹脂、亜硫酸カルシウム、コーラルサンド、麦飲石、医王石、トルマリン等の内から１種、あるいは２種以上を用いて成形し使用する方法が挙げられる。望ましくは、粉末活性炭、粒状活性炭、繊維状活性炭、イオン交換繊維、ゼオライト、モレキュラーシーブ、キレート樹脂、イオン交換樹脂、亜硫酸カルシウム等の内１種、あるいは２種以上を用いて成形使用することで、特に望ましいのは、粉末活性炭、粒状活性炭、繊維状活性炭、イオン交換繊維である。

また、中空糸膜を使用する場合、中空糸膜の素材として特に制限は無いが、セルロース系、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール系、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエーテル系、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）系、ポリスルフォン系、ポリアクリロニトリル系、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）系、ポリカーボネイト系、ポリエステル系、ポリアミド系、芳香族ポリアミド系等の各種材料が挙げられる。望ましくは、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）を用いることであり、特に望ましくは、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系を用いる場合である。

この発明における実施の形態に係る浄水器を示す断面図である。 この発明における実施の形態に係る浄水器用カートリッジを示す断面図である。 この発明における実施の形態に係る浄水器本体の断面図である。 この発明における実施の形態に係る浄水器本体に浄水器用カートリッジが挿入された断面図である。 この発明における別の使用方法に係る浄水器の断面図である。

符号の説明

１ 浄水器
２ 浄水器本体
３ 浄水器用カートリッジ
５ 吐出ノズル
１１ 入水側ワンタッチカプラー（水を流入させるワンタッチカプラー）
１２ 出水側ワンタッチカプラー（水を流出させるワンタッチカプラー）
１３ ホース（配管）

Claims (4)

1. 浄水器用カートリッジと、浄水器本体とを備え、
   前記浄水器用カートリッジの同一面に、原水を該浄水器用カートリッジ内に流入させるカートリッジ入水部と、処理水を該浄水器用カートリッジから浄水器本体に出水するカートリッジ出水部とが設けられ、
   前記浄水器本体が、前記浄水器用カートリッジを保持し、前記カートリッジ入水部と接続して水を流入させるワンタッチカプラーと、前記カートリッジ出水部と接続して同水を流出させるワンタッチカプラーとを有して構成される浄水器であって、
   前記水を流入させるワンタッチカプラーと前記水を流出させるワンタッチカプラーとのいずれか一方が本体に固定され、他方のワンタッチカプラー全体が移動可能とされている浄水器。
2. 前記ワンタッチカプラーの他方がカートリッジ取り付け方向と同一方向に移動可能とされている請求項１に記載の浄水器。
3. 前記ワンタッチカプラーの他方がカートリッジ取り付け方向と交差する方向に移動可能とされている請求項１または請求項２に記載の浄水器。
4. 前記水を流入させるワンタッチカプラーが本体に固定され、前記水を流出させるワンタッチカプラーが移動可能とされている請求項１乃至３に記載の浄水器。
   
   

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