JP5099052B2 - cartridge - Google Patents

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Description

本発明は、水を浄化するカートリッジに関する。 The present invention relates to a cartridge for purifying water.

水道水の安全性に対する関心が急速に高まり、浄水器に対する要求も高度化してきている。残留塩素の臭いや微量の有機化合物、水道水中のゴミ等の異物を除去できるだけでなく、水道水中に溶解する鉛等の重金属の除去能力に対しても注目が集まっている。鉛等の重金属を除去できるカートリッジとしては、粒状活性炭と粒状イオン交換体を用いたカートリッジ、また粒状濾材とイオン交換能を有する繊維状濾材とを用いたカートリッジ(例えば、特許文献1参照)が挙げられる。しかしながら、特許文献1に記載のカートリッジで、所定の大きさの容器に粒状濾材とイオン交換能を有する繊維状濾材等とを組み込もうとすると、繊維状濾材が通水方向に配向しているため、濾材と被処理水との接触が不十分であったり、ショートパスが生じたりするおそれがあり、収納している濾材の量の割には高い性能を発揮することができないという問題があった。すなわち、小型で高性能なカートリッジとすることが難しかった。   Interest in the safety of tap water has been rapidly increasing, and the demand for water purifiers has become more sophisticated. Attention has been focused not only on removing foreign substances such as residual chlorine odors, trace organic compounds, and dust in tap water, but also on the ability to remove heavy metals such as lead dissolved in tap water. Examples of the cartridge capable of removing heavy metals such as lead include a cartridge using granular activated carbon and a granular ion exchanger, and a cartridge using a granular filter medium and a fibrous filter medium having ion exchange ability (see, for example, Patent Document 1). It is done. However, in the cartridge described in Patent Document 1, when a granular filter medium and a fibrous filter medium having ion exchange capacity are incorporated in a container of a predetermined size, the fibrous filter medium is oriented in the water flow direction. Therefore, there is a risk that the contact between the filter medium and the water to be treated may be insufficient or a short pass may occur, and there is a problem that high performance cannot be exhibited for the amount of filter medium stored. It was. That is, it was difficult to make a small and high-performance cartridge.

また、カートリッジとしては、粒状吸着剤の位置を規制する部材にリング状の繊維状活性炭を用いたカートリッジ(例えば、特許文献2参照)も挙げられる。しかしながら、このカートリッジでは、被処理水の流入口が、容器の軸方向に関する一方の端部であって、かつ、軸方向に垂直な方向に関する一部に設けられているため、被処理水を濾材に均一に供給すべく、濾材の上流側に空間を設けた構造となっており、除去性能を高めるには大型化する必要があった。   Moreover, as a cartridge, the cartridge (for example, refer patent document 2) which used the ring-shaped fibrous activated carbon for the member which regulates the position of a granular adsorbent is mentioned. However, in this cartridge, the inlet of the water to be treated is provided at one end of the container in the axial direction and at a part in the direction perpendicular to the axial direction. In order to supply uniformly, a space is provided on the upstream side of the filter medium, and it has been necessary to increase the size in order to improve the removal performance.

さらに、ロール状に形成したイオン交換繊維を含む繊維状濾材を使用したカートリッジ(特許文献3参照)が知られている。しかしながら、特許文献3に記載のカートリッジでは、ロール状の繊維状濾材は、粒状活性炭の下流側に設置され、かつ、内部ケース(中空糸膜収納ケース)の周側面端部に設けた流入口を塞ぐように設置しているので、水は繊維状濾材の中の色々な経路を通じて流れる可能性はあるものの、最も圧力損失の少ない繊維状濾材内周(内部ケース周側面)近傍に集中的に、偏流して流れるので、所定の除去能力を得るには繊維状濾材が大型化するという問題があった。   Furthermore, a cartridge using a fibrous filter medium including ion exchange fibers formed in a roll shape (see Patent Document 3) is known. However, in the cartridge described in Patent Document 3, the roll-shaped fibrous filter medium is installed on the downstream side of the granular activated carbon and has an inlet provided at the end of the peripheral side surface of the inner case (hollow fiber membrane storage case). Since it is installed so as to close, water may flow through various paths in the fibrous filter medium, but it is concentrated in the vicinity of the inner circumference of the fibrous filter medium (inner case circumferential side surface) with the least pressure loss. Since it flows in a drift, there is a problem that the fibrous filter medium is enlarged to obtain a predetermined removal capability.

特開2005−238187号公報JP 2005-238187 A 特開2002−177951号公報JP 2002-177951 A 特開2004−305796号公報JP 2004-305996 A

本発明は、小型で高性能なカートリッジを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a small and high-performance cartridge.

上記課題を達成するための本発明は、被処理流体の流入口を有する筒状の容器と、該容器の内部に収納された筒状部材とを有するカートリッジであって、前記流入口は、前記容器の軸方向に関する一方の端部であって、かつ、軸方向に垂直な方向に関する一部に設けられており、前記容器の側面と前記筒状部材の側面との間には粒状濾材を有し、前記容器の側面と前記筒状部材の側面との間であって、かつ、前記粒状濾材の上流側には、リング状濾材を備えた前記被処理流体の分配部を有し、さらに該リング状濾材は、イオン交換能を有する長尺濾材が層状に巻回積層されてなるものであるカートリッジを特徴とするものである。ここで、前記リング状濾材は、カートリッジから取り出した際に径方向に5〜30%膨張することが好ましい。さらに、それらカートリッジと流路切替弁とを備えた浄水器も好ましい。   In order to achieve the above object, the present invention provides a cartridge having a cylindrical container having an inlet for a fluid to be processed, and a cylindrical member housed in the container. It is provided at one end of the container in the axial direction and at a part of the container in a direction perpendicular to the axial direction, and there is a particulate filter medium between the side surface of the container and the side surface of the cylindrical member. And a portion for distributing the fluid to be treated provided with a ring-shaped filter medium between the side surface of the container and the side surface of the tubular member and upstream of the granular filter medium, The ring-shaped filter medium is characterized by a cartridge in which long filter media having ion exchange ability are wound and laminated in layers. Here, the ring-shaped filter medium preferably expands 5 to 30% in the radial direction when taken out from the cartridge. Furthermore, the water purifier provided with these cartridges and the flow path switching valve is also preferable.

本発明において、「容器の軸方向に関する一方の端部であって、かつ、軸方向に垂直な方向に関する一部」とは、容器の一方の軸方向端面上または容器側面の端部上であって、かつ、軸方向に垂直な断面における一部分をいう。   In the present invention, “one end part in the axial direction of the container and a part in the direction perpendicular to the axial direction” means on one axial end face of the container or on the end part of the container side surface. And a part of a cross section perpendicular to the axial direction.

本発明によれば、粒状濾材の上流側に、イオン交換能を有する長尺濾材が層状に巻回積層されてなるリング状濾材を配することで、複数の濾材による除去能力を発揮するカートリッジとすることができるうえに、被処理水の流入口が、容器の軸方向に関する一方の端部であって、かつ、軸方向に垂直な方向に関する一部に設けられたカートリッジであるにも関わらず、かかる流入口と粒状濾材との間に被処理水を分配するための実質的な空間を設けなくても被処理水を濾材に分配することができる。したがって、小型で高性能なカートリッジ、さらには浄水器を得ることができる。   According to the present invention, on the upstream side of the granular filter medium, by arranging a ring-shaped filter medium in which a long filter medium having ion exchange capacity is wound and laminated in layers, a cartridge that exhibits the removal ability by a plurality of filter media, In addition, the inlet of the water to be treated is a cartridge provided at one end in the axial direction of the container and in a part in the direction perpendicular to the axial direction. The water to be treated can be distributed to the filter medium without providing a substantial space for distributing the water to be treated between the inlet and the particulate filter medium. Therefore, a small and high-performance cartridge and a water purifier can be obtained.

また、本発明において、リング状濾材を、カートリッジから取り出した際に径方向に5〜30%膨張するようなものとする場合に、カートリッジ使用開始当初から安定して高い除去性能を発揮することができる。   Further, in the present invention, when the ring-shaped filter medium expands 5 to 30% in the radial direction when taken out from the cartridge, it can stably exhibit high removal performance from the beginning of use of the cartridge. it can.

本発明における浄水器の一例を示す模式的図である。It is a schematic diagram which shows an example of the water purifier in this invention. 本発明におけるカートリッジの一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the cartridge in this invention. 比較例で作製したカートリッジの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the cartridge produced by the comparative example. 実施例における溶解性鉛除去率の経時変化のグラフである。It is a graph of the time-dependent change of the soluble lead removal rate in an Example.

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、家庭のキッチンなどの蛇口に取り付けられる浄水器を例にとり、図を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a water purifier attached to a faucet of a home kitchen or the like as an example.

例えば本発明の浄水器は、図1〜2に示すように、内部に切替弁を内蔵した本体部2と濾材を収納したカートリッジ3などから構成され、カートリッジ3が本体部2の内部に収納される。本体部2にはレバー5が設けられ、レバー5を操作することにより、蛇口4から原水流入口を通って流入した原水をそのままシャワー水として吐出するか、そのままストレート水として吐出するか、カートリッジに供給するか、を選択して切り換える。カートリッジ3に供給された原水(被処理流体)は、活性炭などの吸着剤や中空糸膜などによって濾過され、浄水流出口から浄水として吐出される。   For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the water purifier of the present invention is composed of a main body portion 2 having a built-in switching valve and a cartridge 3 containing a filter medium, and the cartridge 3 is accommodated inside the main body portion 2. The The main body 2 is provided with a lever 5, and by operating the lever 5, the raw water flowing from the faucet 4 through the raw water inlet is discharged as shower water, as it is as straight water, or directly into the cartridge. Select whether to supply or not. The raw water (fluid to be treated) supplied to the cartridge 3 is filtered by an adsorbent such as activated carbon or a hollow fiber membrane and discharged as purified water from a purified water outlet.

図1は、カートリッジが本体部の内部に収納されている実施形態であるが、カートリッジが本体部の外部に配され、本体部とバヨネット式などにより水密的に連結される実施形態も可能である。   FIG. 1 shows an embodiment in which the cartridge is housed inside the main body. However, an embodiment in which the cartridge is arranged outside the main body and is watertightly connected to the main body by a bayonet type or the like is also possible. .

カ−トリッジ3においては、図2に示すように、筒状容器11の底部、すなわち、筒状容器11の軸方向に関する一方の端部であって、かつ、当該軸方向に垂直な方向に関する一部に、原水を受け入れる原水受入口12(流入口)と、浄水を供給する浄水供給口13が設けられている。このように、筒状容器11の軸方向に関する一方の端面上または側面端部上の局在したある一部に原水受入口12(流入口)が設けられているので、原水はカートリッジ3に対して、均一に分配されてではなく、一部分に偏って流入することになっている。ここで、筒状容器11の側面端部とは、筒状容器11の側面において、後述する粒状濾材18の上流側端面(フィルタ19側の面)より上流側部分をいう。原水受入口12と浄水供給口13には、それぞれOリング14、15が設けられ、本体部2にカートリッジ3を接続した際に外部に水が漏れるのを防止している。   In the cartridge 3, as shown in FIG. 2, the bottom portion of the cylindrical container 11, that is, one end portion in the axial direction of the cylindrical container 11 and one in the direction perpendicular to the axial direction. The part is provided with a raw water inlet 12 (inlet) for receiving raw water and a purified water supply port 13 for supplying purified water. As described above, since the raw water receiving port 12 (inflow port) is provided on a part of one end surface or the side surface end portion in the axial direction of the cylindrical container 11, the raw water is supplied to the cartridge 3. In other words, it is not evenly distributed, but rather flows partially. Here, the side surface end portion of the cylindrical container 11 refers to an upstream portion of the side surface of the cylindrical container 11 with respect to an upstream end surface (surface on the filter 19 side) of a granular filter medium 18 described later. The raw water inlet 12 and the purified water supply port 13 are respectively provided with O-rings 14 and 15 to prevent water from leaking outside when the cartridge 3 is connected to the main body 2.

筒状容器11の内部底面(図中左側)には円筒状突起が形成されており、円筒状突起に、筒状部材16の下端がOリング17を介して嵌入立設されている。そして、筒状容器11の側面と筒状部材16の側面との間には粒状濾材18を有し、粒状濾材18を保持するためにリング状のフィルタ19,20が固定されている。   A cylindrical protrusion is formed on the inner bottom surface (left side in the figure) of the cylindrical container 11, and the lower end of the cylindrical member 16 is fitted and erected on the cylindrical protrusion via an O-ring 17. A granular filter medium 18 is provided between the side surface of the cylindrical container 11 and the side surface of the cylindrical member 16, and ring-shaped filters 19 and 20 are fixed to hold the granular filter medium 18.

筒状部材16の内部には、複数本の中空糸膜を束ねて逆U字状に折り曲げた中空糸膜束21が収納されている。中空糸膜の両端部は、筒状部材16の浄水供給口13が設けられている側の端部にて各中空糸間および中空糸と筒状部材との間に充填された硬化性樹脂(封止剤)22により封止固定(ポッティング)されている。各中空糸膜は、筒状容器11へ嵌入する前にポッティング部が一部切断除去されているので、末端が浄水供給口13に向かって開口している。   A hollow fiber membrane bundle 21 in which a plurality of hollow fiber membranes are bundled and bent into an inverted U shape is accommodated inside the cylindrical member 16. At both ends of the hollow fiber membrane, a curable resin (filled between the hollow fibers and between the hollow fibers and the cylindrical member at the end of the cylindrical member 16 on the side where the purified water supply port 13 is provided) It is sealed and fixed (potted) with a sealing agent 22. Since each hollow fiber membrane is partially cut and removed before being fitted into the cylindrical container 11, the end is opened toward the purified water supply port 13.

さらに、本発明にかかるカートリッジにおいては、筒状容器11の側面と筒状部材16の側面との間で、かつ、粒状濾材18の上流側の原水分配領域に、イオン交換能を有する長尺濾材が層状に巻回積層されてなるリング状濾材23が配設されている。前記原水分配領域のリング状濾材23の上流側には、わずかの空間しか存在しない。もしくは実質上空間がなくてもよい。本発明においては原水分配領域にリング状濾材23を配置しても、かかるリング状濾材23が、長尺濾材を層状に巻回積層してなるものであるので、一部分に偏って流入した原水がリング状濾材23にほぼ均一に分配され、リング状濾材23に接触して特定のイオン(溶解性鉛等の重金属イオン等)がイオン交換されるとともに、その下流に配置している粒状濾材18に均一に流入することができる。すなわち、長尺濾材を層状に巻回積層してなるリング状濾材23は、成形密度が大きく(0.1〜0.4g/cm)、リング状濾材部分の通水圧力損失は、その上流のわずかな空間部分(もしくは事実上空間がない場合の界面部分)の圧力損失に比べて十分大きいので、原水がリング状濾材23に均一に分配される。また、長尺濾材を層状に巻回積層してなるリング状濾材23は、成形密度の各部分の均一度が高い(均質に製作されている)ので、リング状濾材23に流入した原水は、偏流しにくく、ほぼ均質に内部を流通するので、濾材体積全体が有効に活用され高い除去能力が発揮される。仮に、リング状濾材が、長尺濾材を層状に巻回積層してなるものでなく、例えば単にイオン交換繊維を圧縮成形したものであると、その成形密度は長尺濾材を層状に巻回積層してなるものより小さく、かつ均一度も劣るため、リング状濾材への原水の分配、流通の均一度は不十分となり、高い除去性能を得ることができなくなる。 Furthermore, in the cartridge according to the present invention, a long filter medium having ion exchange capacity between the side surface of the cylindrical container 11 and the side surface of the cylindrical member 16 and in the raw water distribution region upstream of the granular filter medium 18. Is provided with a ring-shaped filter medium 23 that is wound and laminated in layers. There is little space on the upstream side of the ring-shaped filter medium 23 in the raw water distribution area. Alternatively, there may be substantially no space. In the present invention, even if the ring-shaped filter medium 23 is disposed in the raw water distribution region, the ring-shaped filter medium 23 is formed by winding and laminating long filter media in layers. Almost uniformly distributed to the ring-shaped filter medium 23, specific ions (such as heavy metal ions such as soluble lead) are ion-exchanged upon contact with the ring-shaped filter medium 23, and the granular filter medium 18 disposed downstream thereof It can flow uniformly. That is, the ring-shaped filter medium 23 formed by laminating long filter media in layers has a large molding density (0.1 to 0.4 g / cm 3 ), and the water flow pressure loss in the ring-shaped filter medium portion is upstream of the ring-shaped filter medium. Therefore, the raw water is uniformly distributed to the ring-shaped filter medium 23 because the pressure loss is sufficiently larger than the pressure loss of the slight space portion (or the interface portion when there is virtually no space). Moreover, since the ring-shaped filter medium 23 formed by laminating long filter media in layers is highly uniform in each part of the molding density (made homogeneously), the raw water flowing into the ring-shaped filter medium 23 is Since it is difficult to drift and circulates through the inside almost uniformly, the entire volume of the filter medium is effectively utilized and a high removal capability is exhibited. If the ring-shaped filter medium is not formed by laminating and laminating long filter media in layers, for example, if the ion-exchange fiber is simply compression molded, the molding density is obtained by laminating long filter media in layers. Therefore, the uniformity of distribution and distribution of the raw water to the ring-shaped filter medium becomes insufficient, and high removal performance cannot be obtained.

リング状濾材23は径方向に10〜30%の圧縮率で圧縮して充填されていることが好ましい。この時、リング状濾材23は筒状容器11の側面と前記円筒状突起の側面とに当接して、または筒状容器11の側面と筒状部材16の側面とに当接して充填されていることが好ましい。この範囲で圧縮されている場合、圧力損失が過度になることを抑えつつも、リング状濾材23の密度、均一度、並びにリング状濾材の内外周の当接面への密着度、層状に巻回積層した各層間の密着度も、より高まるので、本来カートリッジが具備する除去性能をカートリッジの使用開始当初から安定して発揮できるものとなる。なお、ここでいう径方向の圧縮率Xとは、圧縮する前の自然な状態におけるリング状濾材の厚みをti、カートリッジ内におけるリング状濾材の厚みをtとしたとき、X=(ti−t)/t×100で表される値である。 The ring-shaped filter medium 23 is preferably packed by being compressed at a compression rate of 10 to 30% in the radial direction. At this time, the ring-shaped filter medium 23 is filled in contact with the side surface of the cylindrical container 11 and the side surface of the cylindrical protrusion, or in contact with the side surface of the cylindrical container 11 and the side surface of the cylindrical member 16. It is preferable. When compressed in this range, while suppressing excessive pressure loss, the density and uniformity of the ring-shaped filter medium 23, the degree of adhesion of the ring-shaped filter medium to the inner and outer contact surfaces, and winding in layers Since the degree of adhesion between the laminated layers is further increased, the removal performance inherent to the cartridge can be stably exhibited from the beginning of use of the cartridge. Here, the compression ratio X radial say, when the thickness of the ring-shaped filter medium in the natural state before the compression t i, the thickness of the ring-shaped filter material in the cartridge was t a, X = (t is a value represented by i -t a) / t i × 100.

また、同様の理由から、リング状濾材23は、カートリッジから取り出した際に径方向に5〜30%膨張するようなものであることが好ましい。この値(膨張率Y)は、カートリッジ内におけるリング状濾材の厚み(筒状容器11の軸方向に関する長さ)をt、カートリッジから取り出した後の自然な状態におけるリング状濾材の厚みをtとしたとき、Y=(t−t)/t×100で表される。 For the same reason, it is preferable that the ring-shaped filter medium 23 expands 5 to 30% in the radial direction when taken out from the cartridge. This value (expansion Y) is a t a (length in the axial direction of the cylindrical container 11) the thickness of the ring-shaped filter material in the cartridge, the thickness of the ring-shaped filter medium in natural state after removal from the cartridge t when the o, represented by Y = (t o -t a) / t o × 100.

さらに、リング状濾材23は、層状に巻回積層されたリング状に製作し易く、その形状を保持し易くするため、カートリッジ内におけるリング状濾材の外径doに対する当該濾材の厚みtの割合t/doが、0.05〜0.35の関係を満足するようなものであることが好ましい。 Further, ring-shaped filter material 23, it is easy to manufacture the winding stacked ring in layers, to facilitate maintaining the shape as of the filter medium to the outer diameter d o of the ring-shaped filter material in the cartridge thickness t a It is preferable that the ratio t a / d o satisfies the relationship of 0.05 to 0.35.

また、リング状濾材23の挿入充填のし易さ、圧縮率確保、コンパクトさのため、原水分配領域(筒状容器11の側面と筒状部材16の側面との間であって、かつ、粒状濾材18の上流側の領域)に対するリング状濾材23の割合が80〜100vol.%であることが好ましい。リング状濾材23挿入充填の軸方向位置決めのため、前記原水分配領域の側面部または底面部に位置決め部(段差、突起、リブなど)が設けられていることも好ましい。さらに、前記原水分配領域において、少なくともリング状濾材23挿入の入口部分は、挿入方向に向かって(図2で原水流れの下流から上流方向に向かって)、その横断面積が小さくなるようなテーパが付いていることが望ましい。このテーパにより、層状に巻回積層されたリング状濾材23の挿入充填に際して、そのずれやめくれの可能性を減少させることができる。   In addition, the raw water distribution region (between the side surface of the cylindrical container 11 and the side surface of the cylindrical member 16, and granular for easy insertion and filling of the ring-shaped filter medium 23, compression rate securing, and compactness. The ratio of the ring-shaped filter medium 23 to the upstream area of the filter medium 18 is 80 to 100 vol. % Is preferred. For the axial positioning of the insertion and filling of the ring-shaped filter medium 23, it is also preferable that positioning portions (steps, protrusions, ribs, etc.) are provided on the side surface portion or the bottom surface portion of the raw water distribution region. Furthermore, in the raw water distribution region, at least the inlet portion of the ring-shaped filter medium 23 is tapered toward the insertion direction (from the downstream to the upstream direction of the raw water flow in FIG. 2) so that the cross-sectional area becomes small. It is desirable to have it. This taper can reduce the possibility of misalignment or turning when inserting and filling the ring-shaped filter medium 23 wound in layers.

図2の実施形態においては、上述のように、粒状濾材18を保持するためにリング状のフィルタ19,20が固定されている。粒状濾材18の上流側のフィルタ19については、それを省き、リング状濾材23にフィルタ19の役割を果たさせることも可能である。その場合、部品点数が減り、コストを低減することができる。   In the embodiment of FIG. 2, as described above, the ring-shaped filters 19 and 20 are fixed to hold the granular filter medium 18. The filter 19 on the upstream side of the granular filter medium 18 can be omitted, and the ring-shaped filter medium 23 can play the role of the filter 19. In that case, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.

イオン交換能を有する長尺濾材は、イオン交換繊維をシート化したものが好ましいが、不織布やフェルトなどにイオン交換能を有する吸着剤を担持したものでも構わない。さらに、リング状濾材23が、シート状の長尺濾材を層状に巻回積層したものを、その軸方向に垂直な断面で、所定の軸方向厚さにスライスして製作されるものである場合は、安価に製作できるので、より好ましい。その他例えば、所定軸方向厚さ分の幅を持つ細長い帯状の長尺濾材を層状に巻回積層して製作されるリング状濾材でもよい。イオン交換繊維としては、スチレン系、アクリル系、メタクリル酸系、フェノール系の高分子母体に、所定の官能基を結合した繊維である。より高い性能を得るためには、アクリル系、メタクリル酸系の母体とすることが好ましい。所定の官能基としては、スルホン酸、カルボン酸、トリメチルアンモニウム、ジメチルエタノールアンモニウム、ジメチルアミン、ポリアミン、イミノ二酢酸、アミノカルボン酸、ポリカルボン酸などがある。より高い性能を得るためには、スルホン酸、カルボン酸とすることが好ましい。イオン交換能を有する吸着剤としては、ゼオライト、アルミノケイ酸塩、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、炭酸カルシウムおよびチタノケイ酸塩などの無機吸着剤や、イオン交換樹脂、キレート樹脂などの有機吸着剤を用いることが好ましい。より高い性能を得るために、チタノケイ酸塩、アルミのケイ酸塩を用いることが好ましい。長尺濾材は、複数の濾材を混合して使用しても構わない。例えば、イオン交換繊維と繊維状活性炭とを混合してシート状にした成形体を用いると、重金属除去性能に優れ、かつトリハロメタンやカビ臭などの除去性能も向上させたカートリッジとすることができる。   The long filter medium having ion exchange capability is preferably a sheet of ion exchange fiber, but may be a non-woven fabric or felt carrying an adsorbent having ion exchange capability. Further, when the ring-shaped filter medium 23 is produced by slicing a sheet-like long filter medium wound in layers into a predetermined axial thickness in a cross section perpendicular to the axial direction. Is more preferable because it can be manufactured at low cost. In addition, for example, it may be a ring-shaped filter medium manufactured by winding and laminating long band-shaped long filter media having a width corresponding to a predetermined axial thickness. The ion exchange fiber is a fiber in which a predetermined functional group is bonded to a styrenic, acrylic, methacrylic acid, or phenol polymer matrix. In order to obtain higher performance, it is preferable to use an acrylic or methacrylic acid base. Examples of the predetermined functional group include sulfonic acid, carboxylic acid, trimethylammonium, dimethylethanolammonium, dimethylamine, polyamine, iminodiacetic acid, aminocarboxylic acid, and polycarboxylic acid. In order to obtain higher performance, sulfonic acid or carboxylic acid is preferable. As the adsorbent having ion exchange capacity, it is preferable to use inorganic adsorbents such as zeolite, aluminosilicate, calcium phosphate, hydroxyapatite, calcium carbonate and titanosilicate, and organic adsorbents such as ion exchange resin and chelate resin. . In order to obtain higher performance, it is preferable to use titanosilicate and aluminum silicate. The long filter medium may be used by mixing a plurality of filter media. For example, when a molded body in which ion exchange fibers and fibrous activated carbon are mixed to form a sheet is used, a cartridge having excellent heavy metal removal performance and improved removal performance of trihalomethane, mold odor and the like can be obtained.

筒状容器11の上部は、中空糸膜束21と粒状濾材18を容易に充填できるよう開口されており、内部の汚れを確認できるように透明キャップ24が嵌入され、超音波溶着されている。   The upper part of the cylindrical container 11 is opened so that the hollow fiber membrane bundle 21 and the particulate filter medium 18 can be easily filled, and a transparent cap 24 is fitted and ultrasonically welded so that the internal dirt can be confirmed.

上記のように構成されたカートリッジ3は、本体部2内に装填され、カ−トリッジキャップ6が、カ−トリッジ3に覆い被さる位置でネジ締付固定され、カ−トリッジ3を所定位置に固定する役目を果たしている。カ−トリッジキャップ6には、開閉キャップ7が設けられており、開閉キャップ7を開くと、カ−トリッジキャップ6の開口部およびカートリッジ3の透明キャップ24を通じて、中空糸膜の汚れ具合を確認できるようになっている。   The cartridge 3 configured as described above is loaded into the main body 2, the cartridge cap 6 is screwed and fixed at a position where it covers the cartridge 3, and the cartridge 3 is fixed at a predetermined position. It plays the role of The cartridge cap 6 is provided with an opening / closing cap 7. When the opening / closing cap 7 is opened, the degree of contamination of the hollow fiber membrane can be confirmed through the opening of the cartridge cap 6 and the transparent cap 24 of the cartridge 3. It is like that.

本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。   The present invention will be described in detail using examples.

<実施例1>
図2のカートリッジを作製して水道水を処理し、イオン交換能を有する濾材による効果をみる為に溶解性鉛ろ過能力を、粒状濾材による効果をみるためにクロロホルムのろ過能力を評価し、さらに各濾材の圧力損失による影響をみるためにろ過流量を評価した。
<Example 1>
The cartridge shown in FIG. 2 was prepared to treat tap water, and the ability to filter soluble lead was evaluated to see the effect of the filter medium having ion exchange capacity, and the filterability of chloroform was evaluated to see the effect of the granular filter medium. The filtration flow rate was evaluated to see the effect of pressure loss on each filter medium.

なお、粒状濾材18としては、0.10〜0.25mmの粒径の活性炭を35g用いた。リング状濾材23を構成するイオン交換能を有する長尺濾材としては、アクリル系の高分子母体にカルボン酸官能基を結合した繊維を熱溶融性のバインダー繊維と混合、熱処理を行うことにより、厚み0.5mmのシート状としたものを用いた。また、リング状濾材23は、カートリッジに収納する前の状態で、外径45mm、内径35mm、厚み8mmであり、これを径方向に10%圧縮して用いた。なお、上述のとおり規定される膨張率は5%であった。   Note that 35 g of activated carbon having a particle size of 0.10 to 0.25 mm was used as the granular filter medium 18. As a long filter medium having an ion exchange capacity constituting the ring-shaped filter medium 23, a fiber having a carboxylic acid functional group bonded to an acrylic polymer matrix is mixed with a heat-meltable binder fiber, and heat treatment is performed. A 0.5 mm sheet was used. Further, the ring-shaped filter medium 23 had an outer diameter of 45 mm, an inner diameter of 35 mm, and a thickness of 8 mm before being housed in the cartridge, and was used after being compressed by 10% in the radial direction. The expansion coefficient specified as described above was 5%.

また、溶解性鉛のろ過能力試験、は、JIS S 3201:2004「家庭用浄水器の試験方法」に準じて流量1.6L/minで行い、除去率の経時変化を確認するとともに、初期性能として50L通水時の除去率を測定し、さらに除去率80%を下回るまでの総通水量を測定した。溶解性鉛の濃度分析は、ICP(誘導結合プラズマ発光分析装置)にて行った。この溶解性鉛ろ過能力試験は、n数=2で実施し、その平均を結果として記載した。また、クロロホルムろ過能力についてもJIS S 3201:2004「家庭用浄水器の試験方法」に準じてn数=2で実施し、その平均を結果として記載した。   In addition, the soluble lead filtration capacity test is performed at a flow rate of 1.6 L / min in accordance with JIS S 3201: 2004 “Test method for household water purifiers”, and the change in removal rate with time is confirmed. As a result, the removal rate at the time of 50L water flow was measured, and the total water flow amount until the removal rate was lower than 80% was measured. The concentration analysis of soluble lead was performed by ICP (inductively coupled plasma emission spectrometer). This soluble lead filtration ability test was conducted with n number = 2, and the average was described as a result. Moreover, chloroform filtration ability was implemented by n number = 2 according to JIS S3201: 2004 "test method of household water purifier", and the average was described as a result.

ろ過流量も、JIS S 3201: 2004「家庭用浄水器の試験方法」に準じてn数=2で実施し、平均を結果として記載した。   The filtration flow rate was also carried out with n number = 2 in accordance with JIS S 3201: 2004 “Test method for household water purifier”, and the average was described as a result.

その結果、溶解性鉛除去率80%を下回るまでの総通水量は900L(初期性能が95%以上)、クロロホルム除去率80%を下回るまでの総通水量は800L、ろ過流量は2.5L/minとカートリッジとして十分に満足する能力であることを確認した。また、図4の溶解性鉛除去率の経時変化のグラフに示すように、イオン交換能を有する濾材は、カートリッジ使用開始直後から高い除去性能を安定して発揮していることを確認した。<実施例2>
上述のとおり規定される膨張率が30%となるようなリング状濾材23を径方向に30%圧縮した以外は実施例1と同様にして、評価した。
As a result, the total water flow until the soluble lead removal rate falls below 80% is 900L (initial performance is 95% or more), the total water flow until the chloroform removal rate falls below 80% is 800L, and the filtration flow rate is 2.5L / It was confirmed that the capacity was sufficiently satisfactory as min and cartridge. Moreover, as shown in the graph of the change over time of the soluble lead removal rate in FIG. 4, it was confirmed that the filter medium having ion exchange ability stably exhibited high removal performance immediately after the start of cartridge use. <Example 2>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the ring-shaped filter medium 23 having an expansion coefficient of 30% as defined above was compressed in the radial direction by 30%.

その結果、溶解性鉛除去率80%を下回るまでの総通水量は1000L(初期性能が95%以上)、クロロホルム除去率80%を下回るまでの総通水量は800L、ろ過流量は2.2L/minと、カートリッジとして十分に満足する能力であることを確認した。また、図4の溶解性鉛除去率の経時変化のグラフに示すように、イオン交換能を有する濾材は、カートリッジ使用開始直後から高い除去性能を安定して発揮していることを確認した。   As a result, the total water flow until the soluble lead removal rate falls below 80% is 1000L (initial performance is 95% or more), the total water flow until the chloroform removal rate falls below 80% is 800L, and the filtration flow rate is 2.2L / It was confirmed that the capacity was sufficiently satisfactory as a cartridge. Moreover, as shown in the graph of the change over time of the soluble lead removal rate in FIG. 4, it was confirmed that the filter medium having ion exchange ability stably exhibited high removal performance immediately after the start of cartridge use.

<比較例1>
イオン交換能を有する長尺濾材が層状に巻回積層されてなるリング状濾材23の代わりに、イオン交換能を有するイオン交換繊維をリング状に成形しただけのものを、径方向に30%圧縮して用いてカートリッジを作製した。なお、上述のとおり規定される膨張率は30%であった。これらの点を変更した以外は実施例1と同様にして、評価した。
<Comparative Example 1>
Instead of the ring-shaped filter medium 23 formed by laminating a long filter medium having ion exchange capacity in a layered manner, only a ring-shaped ion exchange fiber having an ion exchange capacity is compressed by 30% in the radial direction. To produce a cartridge. The expansion coefficient specified as described above was 30%. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that these points were changed.

その結果、溶解性鉛除去率80%を下回るまでの総通水量は300Lと、ろ過流量は2.2L/minと十分であるが、溶解性鉛ろ過能力が非常に低いことを確認した。   As a result, it was confirmed that the total water flow until the soluble lead removal rate was below 80% was 300 L and the filtration flow rate was 2.2 L / min, but the soluble lead filtration capacity was very low.

<実施例3>
上述のとおり規定される膨張率が4%となるようなリング状濾材23を径方向に8%圧縮した以外は実施例1と同様にして、評価した。
その結果、溶解性鉛除去率80%を下回るまでの総通水量は900L、クロロホルム除去率80%を下回るまでの総通水量は800L、ろ過流量は2.7L/minと、カートリッジとして十分に満足する能力であることを確認した。但し、図4の溶解性鉛除去率の経時変化のグラフに示すように、カートリッジ使用開始直後は一旦イオン交換能を有する濾材による除去性能が落ちてしまうことを確認した。
<Example 3>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the ring-shaped filter medium 23 having an expansion coefficient of 4% as defined above was compressed 8% in the radial direction.
As a result, the total water flow until the soluble lead removal rate falls below 80% is 900L, the total water flow until the chloroform removal rate falls below 80% is 800L, and the filtration flow rate is 2.7L / min. Confirmed the ability to do. However, as shown in the graph of the time-dependent change of the soluble lead removal rate in FIG. 4, it was confirmed that the removal performance by the filter medium having the ion exchange capability once declined immediately after the start of use of the cartridge.

<実施例4>
上述のとおり規定される膨張率が32%となるようなリング状濾材23を径方向に35%圧縮した以外は実施例1と同様にして、評価した。
その結果、ろ過流量が1.6L/minと若干下がったが、溶解性鉛除去率80%を下回るまでの総通水量は1000L(初期性能95%以上)、クロロホルム除去率80%を下回るまでの総通水量は800Lと、カートリッジとして十分に満足する能力であることを確認した。また、図4の溶解性鉛除去率の経時変化のグラフに示すように、イオン交換能を有する濾材は、カートリッジ使用開始直後から高い除去性能を安定して発揮していることを確認した。
<Example 4>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the ring-shaped filter medium 23 having an expansion coefficient of 32% as defined above was compressed in the radial direction by 35%.
As a result, the filtration flow rate decreased slightly to 1.6 L / min, but the total water flow until the soluble lead removal rate was below 80% was 1000 L (initial performance 95% or more), until the chloroform removal rate was below 80%. It was confirmed that the total water flow rate was 800 L, which was a sufficiently satisfactory capacity. Moreover, as shown in the graph of the change over time of the soluble lead removal rate in FIG. 4, it was confirmed that the filter medium having ion exchange ability stably exhibited high removal performance immediately after the start of cartridge use.

<比較例2>
図3のカートリッジを作製して水道水を処理し、溶解性鉛ろ過能力、クロロホルムのろ過能力、ろ過流量を評価した。すなわち、粒状濾材18を30gにし、リング状濾材23を原水の分配領域ではなく図2における粒状濾材の位置に設けた以外は実施例1と同様にして、評価した。
<Comparative example 2>
The cartridge shown in FIG. 3 was prepared and treated with tap water, and the soluble lead filtration ability, the chloroform filtration ability, and the filtration flow rate were evaluated. That is, evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the granular filter medium 18 was 30 g and the ring-shaped filter medium 23 was provided not at the raw water distribution area but at the position of the granular filter medium in FIG.

その結果、鉛溶解性除去率80%を下回るまでの総通水量は1000L(初期性能が95%以上)、ろ過流量は2.1L/minであったが、粒状濾材18で除去するクロロホルムのろ過能力が、除去率80%を下回るまでの総通水量が450Lと非常に低いことを確認した。   As a result, the total water flow rate until the lead solubility removal rate fell below 80% was 1000 L (initial performance was 95% or more), and the filtration flow rate was 2.1 L / min. It was confirmed that the total amount of water flow until the capacity dropped below 80% was 450 L.

結果を表に示す。   The results are shown in the table.

Figure 0005099052
Figure 0005099052

1:浄水器
2:本体部
3:カートリッジ
4:蛇口
5:レバー
6:カートリッジキャップ
7:開閉キャップ
11:筒状容器
12:原水受入口
13:浄水供給口
14:Oリング
15:Oリング
16:筒状部材
17:Oリング
18:粒状濾材
19:フィルタ
20:フィルタ
21:中空糸膜束
22:硬化性樹脂
23:リング状濾材
24:透明キャップ
1: Water purifier 2: Body part 3: Cartridge 4: Faucet 5: Lever 6: Cartridge cap 7: Opening / closing cap 11: Cylindrical container 12: Raw water receiving port 13: Purified water supply port 14: O-ring 15: O-ring 16: Cylindrical member 17: O-ring 18: Granular filter medium 19: Filter 20: Filter 21: Hollow fiber membrane bundle 22: Curable resin 23: Ring-shaped filter medium 24: Transparent cap

Claims (3)

被処理流体の流入口を有する筒状の容器と、該容器の内部に収納された筒状部材とを有するカートリッジであって、
前記流入口は、前記容器の軸方向に関する一方の端部であって、かつ、軸方向に垂直な方向に関する一部に設けられており、
前記容器の側面と前記筒状部材の側面との間には粒状濾材を有し、
前記容器の側面と前記筒状部材の側面との間であって、かつ、前記粒状濾材の上流側には、リング状濾材を備えた前記被処理流体の分配部を有し、
さらに前記リング状濾材は、イオン交換能を有する長尺濾材が層状に巻回積層されてなるものであることを特徴とするカートリッジ。
A cartridge having a cylindrical container having an inlet for a fluid to be processed, and a cylindrical member housed in the container,
The inflow port is provided at one end of the container in the axial direction and in a part of the direction perpendicular to the axial direction,
Between the side surface of the container and the side surface of the cylindrical member has a granular filter medium,
Between the side surface of the container and the side surface of the cylindrical member, and on the upstream side of the granular filter medium, has a distribution portion of the fluid to be treated provided with a ring-shaped filter medium,
Furthermore, the ring-shaped filter medium is a cartridge formed by laminating long filter media having ion exchange capacity in a layered manner.
前記リング状濾材は、カートリッジから取り出した際に径方向に5〜30%膨張するものである、請求項1に記載のカートリッジ。 The cartridge according to claim 1, wherein the ring-shaped filter medium expands 5 to 30% in a radial direction when taken out from the cartridge. 請求項1または2に記載のカートリッジと流路切替弁とを備えた浄水器。 A water purifier comprising the cartridge according to claim 1 or 2 and a flow path switching valve.
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