JP4200324B2

JP4200324B2 - 浄水カートリッジ

Info

Publication number: JP4200324B2
Application number: JP2004280404A
Authority: JP
Inventors: 正邦木村; 旭森; 壽一西川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006088125A

Description

本発明は、水道水に含まれる濁り、残留塩素、トリハロメタン、溶解性鉛等を除去できる浄水カートリッジに関するものである。

河川の水や地下水を水道水として利用している我が国においては、各家庭や事業所等に安全な水道水を供給するために、各地の浄水場が、河川の水や地下水に塩素等の各種の薬品を添加し、浄水処理を行なっている。

近年、水源となっている河川や地下水の水質が悪化しているので、各地の浄水場では、水道水の水質を低下させないために、従来よりも大量の塩素を添加しなければならなくなった。そのため、特に都市部では、カビ臭や塩素臭などの臭いに悩まされるようになった。水道水の臭気が大きくなるにつれ、浄水装置が各家庭や事業所等で広く使われるようになっており、そのような浄水装置としては活性炭と中空糸膜を組み合わせたものが一般的に使用されている。活性炭がカビ臭や塩素臭をとり、中空糸膜が濁りなどの粒子成分を除去する。中空糸膜は、活性炭部に発生する雑菌を除去する働きもする。

しかし、近年問題となっているのは、水道水の臭いや濁りだけでなく、水道水中に微量に含まれるトリハロメタンや溶解性鉛であり、浄水装置には、より多くの物質を除去する効果が要求されている。

活性炭は水道水中に含まれるトリハロメタンを除去する効果を有するが、溶解性鉛を除去する効果はほとんど無く、溶解性鉛を除去するためにイオン交換樹脂やゼオライト等のセラミックが必須になっている。そのため、最近の浄水装置に用いられるのは各ろ材の利用効率を上げ、小型化を図るため内部容積の有効活用が必要となっている。

活性炭などのろ材の利用効率を上げる方法として従来から特許文献１、特許文献２、特許文献３等に示されるようなろ材収納容器の外周壁をメッシュ状の水の流入部としたカゴ型の通水構成が用いられている。

一方、活性炭とイオン交換樹脂を混合したろ材により重金属除去を行うようにしたものが特許文献４等により知られている。

このように、活性炭とイオン交換樹脂を混合したろ材を、ろ材の利用効率を上げるように構成された上記した外周壁をメッシュ状の水の流入部としたカゴ型のろ材収納容器に充填する使用形態が考えられるが、この場合、ろ材として活性炭とイオン交換樹脂を混合したものを用いると、活性炭の充填量や充填密度が少なくなり、活性炭の性能が低下することになる。特に、充填密度が少なくなると、活性炭に接触せずにろ材を通過する水が増えることによりショートパスが発生し、カビ臭や塩素臭、トリハロメタンの除去性能が低下してしまう。この問題を解決するためには、混合する活性炭とイオン交換樹脂とを均一な密度で混合するか、別々に仕切られた層を各々通過させる手段が必要となる。

しかし、均一な充填ができたとしても各ろ材単体での充填と同一の密度は達成できない。また、別々に仕切る場合は、各々のろ材を入れる容器を必要とするため、構成部材の増加や増加した部材スペースによるろ材容積の減少といった問題があり、これらの理由により浄水カートリッジの除去効率を上げることへの弊害となる。
特開２００１−２３９２５４号公報特開２００１−３５３４８６号公報特開２００１−２１２５５５号公報特開平７−２０４６３１号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、流量が多く、ショートパスが無く、効率的で確実な除去性能を有する浄水カートリッジを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る浄水カートリッジは、水の流入部３を有する繊維状のイオン交換樹脂よりなる円筒状の外周壁２の軸方向の一端部を底面部２０に固着して構成したろ材収納容器４内に、繊維状のイオン交換樹脂よりなる筒状をした支持枠８の外周壁５を挿入して軸方向の一端部を上記底面部２０に固着し、上記ろ材収納容器４の開口端部を閉塞している蓋体１４の中央部に筒状をした支持枠８の外周壁５の軸方向の他端部を固着して蓋体１４の中央部に設けた中央孔２５と支持枠８の軸方向の他端部の水の流出口２５とを連通させ、上記ろ材収納容器４の外周壁２と支持枠８の外周壁５との間に活性炭よりなるろ材９を充填し、上記支持枠８、ろ材９、蓋体１４を備えたろ材収納容器４を、カートリッジ本体１内に収納し、ろ材収納容器４よりも上流側に原水供給部１０を配設し、原水供給部１０からの水がろ材収納容器４の外周壁２から流入してろ材９を通過し、更に支持枠８の外周壁５から流入して支持枠８の流出口７から流出するようになっていることを特徴とするものである。

このような構成とすることで、原水供給部１０からの水がろ材収納容器４の外周壁２から流入してろ材９を通過してろ材９によりカビ臭や塩素臭等の臭いを取ったり、トリハロメタンを除去したりでき、これらのろ材９による臭いやトリハロメタンの除去に当たってショートパス無く効果的にでき、これに加え更に、ろ材収納容器４の外周壁２、支持枠８の外周壁４を通過する際、ろ材収納容器４の外周壁２、支持枠８の外周壁５の両方が、繊維状のイオン交換樹脂により形成してあることで、繊維状のイオン交換樹脂により溶解性鉛のような重金属を除去するものであり、繊維状のイオン交換樹脂であるから粒状のものよりも流量が多く、ショートパス無く、確実に溶解性鉛のような重金属の除去性能が得られ、しかも、ろ材収納容器４の外周壁２、支持枠８の外周壁５の両方が、繊維状のイオン交換樹脂により形成するという簡単な構成で、イオン交換樹脂よりなる別途ろ材を収納するための特別な収納室が必要でなく、特別な部材が別途必要にならず、また、除去効率が低下することなく浄水カートリッジのコンパクト化が図れる。

本発明は、簡単な構成で、臭いや、トリハロメタンの除去効果を低下させることなく、効率的に且つ確実に溶解性鉛のような重金属を除去することができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本発明の浄水カートリッジ１１は、カートリッジ本体１と、中空糸膜１２を収納する中空糸膜収納部１３とで主体が構成してある。

上記カートリッジ本体１は上端部が開口した容器状をした下ケースにより構成してあり、このカートリッジ本体１の内部に、外周壁２に水の流入部３を備えたろ材収納容器４と、ろ材収納容器４内に挿入されて外周壁５に水の流入部６、下流端部に水の流出口７をそれぞれ備えた支持枠８と、ろ材収納容器４と支持枠８との間に充填されるろ材９とが収納してある。また、容器状をしたカートリッジ本体１の底部には原水供給部１０が設けてある。

カートリッジ本体１内部にはろ材収納容器４が内装され、このろ材収納容器４の内部に筒状をした支持枠８はろ材収納容器４の外周壁２と同心状となるように内装してあってろ材収納容器４の外周壁２から支持枠８の外周壁５に流れる水の距離が均等になるようにしてあり、このろ材収納容器４の外周壁２と支持枠８の外周壁５との間に活性炭よりなるろ材９が充填してある。ろ材収納容器４の開口端部には蓋体１４により閉塞してあり、蓋体１４に設けた押圧突部１４ａによりろ材９の充填部分の上面を押圧してろ材９の充填密度を上げるようになっている。

ろ材収納容器４の外周壁２は通水性を有する水の流入部３を備えている。また、筒状をした支持枠８の外周壁５は通水性を有する水の流入部６を備えており、また筒状をした支持枠８の軸方向の一端部（つまり下流端部）が水の流出口７となっており、ろ材収納容器４の開口端部を閉塞している蓋体１４の中央部に上記筒状をした支持枠８の軸方向の端部の水の流出口７と連通する中央孔２５が設けてある。

中空糸膜収納部１３は筒状をした上部ケース１６と上部ケース１６の上開口を閉塞するキャップ１７とで構成してあり、中空糸膜収納部１３内に中空糸膜１２が収納してあり、キャップ１７には浄水吐出口２６が設けてある。上部ケース１６とキャップ１７とは超音波溶接又はその他の任意の固着手段により固着してある。

カートリッジ本体１の端部開口の内周部に上記中空糸膜収納部１３の上部ケース１６のキャップ１７と反対側の端部を嵌め込んで蓋体１４の外端部をろ材収納容器４の開口端部に押圧した状態で超音波溶接又はその他の任意の固着手段（例えばねじとシーリングによる固着手段）により上部ケース１６をカートリッジ本体１に固着してある。図中１８はシーリング材であり、蓋体１４の外周端とろ材収納容器４の端部とカートリッジ本体１の内面との間の水密性を確保するようになっていて、このシーリング材１８により原水供給部１０から供給された水がろ材収納容器４の外周から中空糸膜１２側にショートパスして流れ込まないようになっている。

カートリッジ本体１の底部の原水供給部１０から供給された水はろ材収納容器４の外周壁２の流水用の流入部３からろ材収納容器４内部に流入し、ろ材９の充填部分を通過して支持枠８の外周壁５の水の流入部６から支持枠８内に流入し、支持枠８の下流端部の流出口７から中央孔２５を経て中空糸膜収納部１３内に流入し、中空糸膜１２を通過して浄水吐出口２６から外部に排出される。

上記のような構成の浄水カートリッジ１１において、本発明は支持枠８の外周壁５、ろ材収納容器４の外周壁２は両方とも繊維状のイオン交換樹脂により構成してある。

支持枠８の外周壁５、ろ材収納容器４の外周壁２を形成する繊維状のイオン交換樹脂は成形体となっており、外周壁５、２間にろ材９を収納するための強度を確保するように、繊維の充填密度を密にした成形体となっている。また、この繊維状のイオン交換樹脂は図４ようにシート状のものを筒形状に巻き回したり、バインダーを添加した状態で成形体となっている。この繊維状のイオン交換樹脂の成形体よりなる外周壁２は繊維間の無数の隙間が通水用の流入部３となるものであり、また、繊維状のイオン交換樹脂の成形体よりなる外周壁５は繊維間の無数の隙間が水の流入部６となるものである。もちろん繊維状のイオン交換樹脂の成形体よりなる外周壁２や繊維状のイオン交換樹脂の成形体よりなる外周壁５にろ材９が流出しないような小径の孔を開けて流入部３や流入部６を形成してもよい。

添付図面に示す実施形態では繊維状のイオン交換樹脂の成形体よりなる外周壁２は円筒状又はシートのものを円筒形状に巻いて形成したもの（本発明ではこれも円筒状という）であり、この円筒状をした外周壁２は図３のように底面部２０の内面外周部に突設した支持リブ２１に隙間無く嵌め込まれ、圧入又は、接着剤、熱溶着等の固着手段で外周壁２と底面部２０を一体化することで容器状をしたろ材収納容器４が構成されるものである。

また、添付図面に示す実施形態では繊維状のイオン交換樹脂の成形体よりなる支持枠８の外周壁５は円筒状をした成形体であり、この円筒状をした支持枠８の外周壁５が図３のようにろ材収納容器４の底面部２０の内面の中央部に突設した保持リブ２２に隙間無く嵌め込まれ、圧入又は、接着剤、熱溶着等の固着手段で外周壁５を底面部２０に固着してある。

蓋体１４の内面の外周端部には蓋側支持リブ２３が突設してあり、該支持リブ２１に上記ろ材収納容器４の円筒状の成形体よりなる外周壁２の端部が図３のように隙間無く嵌め込まれ、圧入、接着剤、熱溶着等の固着手段で外周壁２を蓋体１４に固着してある。

また、円筒状をした支持枠８の外周壁５が図３のようにろ材収納容器４の蓋体１４の内面の中央部に突設した蓋側保持リブ２４に隙間無く嵌め込まれ、圧入又は、接着剤、熱溶着等の固着手段で外周壁５を蓋体１４に固着してある。

しかして、本発明においては、前述のように、カートリッジ本体１の底部の原水供給部１０から供給された水がろ材収納容器４の外周壁２を通過してろ材収納容器４内部に流入する際、外周壁２が繊維状のイオン交換樹脂の成形体であるため、繊維状のイオン交換樹脂により溶解性鉛のような重金属を除去するものである。

次に、ろ材９の充填部分を通過する際、活性炭よりなるろ材９によりカビ臭や塩素臭等の臭いやトリハろメタン等が除去され、次に、支持枠８の外周壁５を通過する際、外周壁５が繊維状のイオン交換樹脂の成形体であるため、更に、繊維状のイオン交換樹脂により溶解性鉛のような重金属を除去するものである。その後、中空糸膜収納部１３内に流入して中空糸膜１２を通過する際に、濁りの粒子成分や活性炭よりなるろ材９部分に発生する雑菌を除去するものである。このようにして浄化された水が浄水吐出口２６から外部に排出される。

ここで、繊維状のイオン交換樹脂よりなる外周壁２や外周壁５を２層構造とし、上流側に強酸性陽イオン交換樹脂又は弱酸性イオン交換樹脂からなる繊維状のイオン交換樹脂とし、下流側をキレート樹脂からなる繊維状のイオン交換樹脂としてもよい。

また、繊維状のイオン交換樹脂よりなる外周壁２や外周壁５を２層構造とし、上流側にイオン形がＮａ（ナトリウム）もしくはＣａ（カルシウム）のイオン交換樹脂よりなる繊維状のイオン交換樹脂とし、下流側をイオン形がＨ（水素）のイオン交換樹脂からなる繊維状のイオン交換樹脂としてもよい。

更に、ろ材収納容器４の外周壁２を強酸性陽イオン交換樹脂又は弱酸性イオン交換樹脂からなる繊維状のイオン交換樹脂とし、支持枠８の外周壁５をキレート樹脂からなる繊維状のイオン交換樹脂としてもよい。

また、ろ材収納容器４の外周壁２をイオン形がＮａ（ナトリウム）もしくはＣａ（カルシウム）のイオン交換樹脂よりなる繊維状のイオン交換樹脂とし、支持枠８の外周壁５をイオン形がＨ（水素）のイオン交換樹脂からなる繊維状のイオン交換樹脂としてもよい。

本発明の一実施形態の浄水カートリッジの断面図である。同上の分解斜視図である。同上のろ材収納容器と支持枠の外周壁を嵌め込み固着により取付ける状態を示す断面図である。同上のイオン交換樹脂のシート状のものを筒形状に巻いて外周壁を形成する例を示す説明図である。

符号の説明

１カートリッジ本体
２外周壁
３流入部
４ろ材収納容器
５外周壁
６流入部
７流出口
８支持枠
９ろ材
１０原水供給部
１１浄水カートリッジ

Claims

水の流入部を有する繊維状のイオン交換樹脂よりなる円筒状の外周壁の軸方向の一端部を底面部に固着して構成したろ材収納容器内に、繊維状のイオン交換樹脂よりなる筒状をした支持枠の外周壁を挿入して軸方向の一端部を上記底面部に固着し、上記ろ材収納容器の開口端部を閉塞している蓋体の中央部に筒状をした支持枠の外周壁の軸方向の他端部を固着して蓋体の中央部に設けた中央孔と支持枠の軸方向の他端部の水の流出口とを連通させ、上記ろ材収納容器の外周壁と支持枠の外周壁との間に活性炭よりなるろ材を充填し、上記支持枠、ろ材、蓋体を備えたろ材収納容器を、カートリッジ本体内に収納し、ろ材収納容器よりも上流側に原水供給部を配設し、原水供給部からの水がろ材収納容器の外周壁から流入してろ材を通過し、更に支持枠の外周壁から流入して支持枠の流出口から流出するようになっていることを特徴とする浄水カートリッジ。