JP5765676B2 - 浄化システム及びフィルタ - Google Patents
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Description
本発明は、浄化システム及びフィルタに関し、特に、中空糸膜モジュールを備えるフィルタが配置された浄化システム及び中空糸膜モジュールを備えるフィルタに関する。
従来から、活性炭及び中空糸膜を通過させて水を浄化するシステムが知られている。このようなシステムにおいて、水中の濁質が特に多い場合には、活性炭カートリッジ及び中空糸膜カートリッジよりも上流側に、さらにプレフィルタを設けることが行われている。一般的に、プレフィルタとしては、例えば特許文献１に記載されたような中空糸膜モジュールを有するカートリッジが用いられている。
ところで、特許文献１に記載された中空糸膜モジュールを洗浄する場合、洗浄液を別途供給する必要があり、そのための設備が複雑なものとなってしまう。また、洗浄液自体を洗い流すまで放流しなければならず、さらに洗浄液を洗い流し終わったことを確認する必要がある。従って、中空糸膜モジュールを備えるフィルタを用いた場合に、フィルタの中空糸膜に溜まった濁質を容易に洗浄できるようにすることが望まれている。
また、特に粒径が小さい濁質が多い水を浄化する場合、中空糸膜モジュールの中空糸膜の孔径を小さくする必要があるが、中空糸膜モジュールの中空糸膜の孔径を小さくすると濁質がさらに溜まり易くなってしまう。従って、粒径が小さい濁質が多い水を浄化する場合、フィルタの中空糸膜を洗浄する頻度がさらに高くなってしまう。
また、中空糸膜を洗浄する場合、ケーシングから中空糸膜を取り出し、中空糸膜を手洗いした後、再度、中空糸膜をケーシング内に戻してケーシングを密閉する方法もある。しかしながら、中空糸膜を洗浄する頻度が高くなるとケーシングを開閉する頻度も高くなってしまい、ケーシングが完全に密閉されずに水漏れが発生する可能性が増大してしまう。また、ユーザが特に意識をすることなく水を使用することで中空糸膜の外表面を洗浄することができることが望ましい。
そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、中空糸膜モジュールを有するカートリッジをフィルタに用いた場合、ユーザがケーシングを開閉して中空糸膜を手洗いする必要がなくなる洗浄システム及びフィルタを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は、第１水栓と、この第１水栓とは異なる第２水栓と、第１水栓の上流側に配置され、水を浄化するための複数のフィルタを有する浄化器とを備える浄化システムであって、第１水栓が開いたときに、複数のフィルタで浄化した浄水を第１水栓から出水し、第２水栓が開いたときに、複数のフィルタのうち最上流側にある中空糸膜モジュールを洗浄した洗浄水を第２水栓から出水し、第１水栓が浄水専用水栓であり、第２水栓が一般水栓であることを特徴としている。
このように構成された本発明によれば、第１水栓が開いたときに、中空糸膜モジュールで浄化した浄水を第１水栓から出水し、第２水栓を開いたときに、中空糸膜モジュールの中空糸膜を洗浄した洗浄水を第２水栓から出水することができる。従って、本発明によれば、第２水栓を開くだけで、ユーザが特に意識をすることなく、中空糸膜モジュールの中空糸膜を洗浄することができる。これにより、ユーザは、例えば定期的に中空糸膜を取り出して洗浄する必要がなくなる。
この場合において、中空糸膜モジュールで浄化される水、及び中空糸膜モジュールを洗浄する水は、一つの入水口から当該浄化システム内に流入することが好ましい。
また、この場合において、第１水栓が開いており、第２水栓が閉じているときには、浄化器で浄化した浄水が第１水栓に流れるようになっていることが好ましい。
また、この場合において、第２水栓が開いており、第１水栓が閉じているときには、浄化器の中空糸膜モジュールを洗浄した洗浄水が第２水栓に流れるようになっていることが好ましい。
また、この場合において、浄化器は、入水口と、第１水栓及び第２水栓との間に配置された第１フィルタを備えることが好ましい。
また、この場合において、浄化器は、第１フィルタと、第１水栓との間に配置された第２フィルタを備えることが好ましい。
また、この場合において、浄化器は、第２フィルタと、第１水栓との間に配置された第３フィルタを備えることが好ましい。
また、この場合において、第１フィルタは、中空糸膜モジュールを備えていることが好ましい。
また、この場合において、第２フィルタは、水中の濁質を吸着するための吸着剤を有していることが好ましい。
また、この場合において、吸着剤は、活性炭またはイオン交換体であることが好ましい。
また、この場合において、第３フィルタは、第２フィルタで浄化された水をさらに浄化するための中空糸膜モジュールを備えていることが好ましい。
以上のように本発明によれば、ユーザがケーシングを開閉して手洗いする必要がなく、かつ特に意識をすることなく水を使用することで中空糸膜の外表面を洗浄することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態によるプレフィルタについて説明する。
図１は、本発明の実施形態によるプレフィルタを有する浄水器システムの概略図である。浄水器システムは、水を浄化するための浄水器１と、浄水器１にそれぞれ接続された一般水栓３及び専用水栓５とを備える。浄水器１は、一般水栓３のレバー７、及び専用水栓５のレバー９の状態に応じて入水口にあるバルブ１１から流れてきた水を一般水栓３及び専用水栓５に流すように構成されている。
専用水栓５は、浄水器１を介して入水口にあるバルブ１１と接続されている。そして専用水栓５のレバー９を操作することによって専用水栓５が開閉するようになっており、専用水栓５が開いているときに浄水器１で浄化された浄水を出水するようになっている。
尚、詳細は後述するが、一般水栓３は、浄水器１を介して入水口にあるバルブ１１に接続されているが、入水口にあるバルブ１１から一般水栓３に流れる水は、浄水器１で浄化されずに流れるようになっている。
尚、詳細は後述するが、一般水栓３は、浄水器１を介して入水口にあるバルブ１１に接続されているが、入水口にあるバルブ１１から一般水栓３に流れる水は、浄水器１で浄化されずに流れるようになっている。
図２は、浄水器を示す斜視図である。浄水器１は、プレフィルタ１９と、吸着剤カートリッジ２１と、中空糸膜カートリッジ２３とを備え、バルブ１１がある上流側から専用水栓５がある下流側に向けて、プレフィルタ１９、吸着剤カートリッジ２１、及び中空糸膜カートリッジ２３の順で接続されている。そしてバルブ１１から流れてきた水は、プレフィルタ１９、吸着剤カートリッジ２１、及び中空糸膜カートリッジ２３で順次浄化されて専用水栓５に向けて流れる。
プレフィルタ１９は、バルブ１１と接続されているヘッダ２５と、ヘッダ２５に対して着脱可能な筒状容器２７とを備えている。また、ヘッダ２５は、プレフィルタ１９の下流側にありプレフィルタ１９に隣接する活性炭カートリッジ２１、及び一般水栓３に接続されている。
図３は、プレフィルタのヘッダを取り外した状態の上面図であり、図４乃至図６は、それぞれ図３のIV-IV断面、V-V断面、及びVI-VI断面の断面図である。
図３乃至６に示すように、筒状容器２７内部には、中空糸膜モジュール２９が収容されている。筒状容器２７は、一端が開放され、他端が閉鎖された円筒状の容器本体３１と、容器本体３１の開放端に取り付けられた容器キャップ３３とを備えている。容器キャップ３３は、容器本体３１に対して取り外し可能に構成されている。そして、容器キャップ３３を容器本体３１から取り外すことによって、例えば中空糸膜モジュール２９の交換時に、中空糸膜モジュール２９を筒状容器２７から取り出せるようになっている。また、容器キャップ３３の一端は、ヘッダ２５に嵌め込めるように突出しており、Ｏリング３５を介してヘッダ２５に対して筒状容器２７を液密に固定できるように構成されている。
中空糸膜モジュール２９は、筒状容器２７の容器キャップ３３内に取り付け可能なキャップ３７を備えている。このキャップ３７の中央には、上下方向に延びる入水口管３９が設けられている。この入水口管３９は、筒状容器２７をヘッダ２５に取り付けたときに、ヘッダ２５内の水排出口（図示せず）と連結される。そしてヘッダ２５を介してバルブ１１から流れてきた水は、矢印Ａによって示すように、入水口管３９を通じて筒状容器２７内部に流れ込む。また、キャップ３７は、入水口管３９の下部に受け部４１を有しており、受け部４１は、入水口管３９から流れてきた水を受けて、矢印Ｂによって示すように、水を筒状容器２７の周方向に流すようになっている。また、キャップ３７は、浄化された水を矢印Ｃで示すように、ヘッダ２５に向けて流すための浄水出口管４３を有している。さらにキャップ３７の入水口管３９の側には、後述する方法で中空糸膜モジュール２９から流れてきた洗浄水を、矢印Ｄによって示す方向に流すための洗浄水出口管４５が設けられている。
中空糸膜モジュール２９は、さらに、柱状に束ねられた多数本の中空糸膜４７と、束ねられた中空糸膜４７の外周を囲むように配置された内側ケーシング４９と、内側ケーシング４９よりも外周側に配置された外側ケーシング５１とを備えている。
各々の中空糸膜４７は、Ｕ字状に曲げられてその両端がポッティング材５３によって内側ケーシング４９の一端近傍に保持されている。そして多数の中空糸膜４７をＵ字状に曲げてその端部をポッティング材５１に固定することによって多数の中空糸膜４７が柱状体を構成している。また、中空糸膜４７の端部は開口しており、中空糸膜４７で浄化した水をポッティング材５３よりも一端側にある空間５５に向けて流せるように構成されている。この空間５５は、浄水出口管４３と連結されており、浄化した水は、空間５５を通過して浄水出口管４３に流れる。
中空糸膜４７としては、例えば、セルロース系、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）、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、ポリ弗化エチレン（テフロン（登録商標））系、ポリカーボネート系、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からなるものを使用することが好ましい。これらの材料の中でも、特に、膜の強伸度や耐屈曲性、洗浄性、取扱性や耐薬品性の高さ等を考慮すると、ポリエチレンやポロプロピレン等のポリオオレフィン系中空糸膜を使用することが好ましい。また流量及び濁りろ過性能を考慮すると、ポリスルフォン系中空糸膜を使用することが好ましい。
図７は、内側ケーシングを示す斜視図である。
図４乃至図７に示すように、内側ケーシング４９は、中空糸膜４７を囲むような筒状体によって構成されている。この内側ケーシング４９の一端側には、ケーシングキャップ５７が取り付けられており、ケーシングキャップ５７は、キャップ３７に液密に連結されるように構成されている。内側ケーシング４９の他端側は、中空糸膜モジュール２９よりも筒状容器２７の閉鎖端側にある水を受け入れるように開口している。また、内側ケーシング４５の側面には、多数の開口部５９が形成されている。
図４乃至図７に示すように、内側ケーシング４９は、中空糸膜４７を囲むような筒状体によって構成されている。この内側ケーシング４９の一端側には、ケーシングキャップ５７が取り付けられており、ケーシングキャップ５７は、キャップ３７に液密に連結されるように構成されている。内側ケーシング４９の他端側は、中空糸膜モジュール２９よりも筒状容器２７の閉鎖端側にある水を受け入れるように開口している。また、内側ケーシング４５の側面には、多数の開口部５９が形成されている。
外側ケーシング５１は、内側ケーシング４９を囲むような筒状体によって構成されている。この外側ケーシング５１と、内側ケーシング４９との間には、隙間が形成されており、外側ケーシング５１の一端は、内側ケーシング４９よりも周方向外側においてキャップ３７に取り付けられている。そして外側ケーシング５１の他端は、内側ケーシング４９の他端と同じ位置で開口している。また、外側ケーシング５１と、内側ケーシング４９との間の隙間は、キャップ３７の洗浄水出口管４５と連通しており、外側ケーシング５１と内側ケーシング４９との間を通った洗浄水を、洗浄水出口管４５に流せるように構成されている。
また中空糸膜モジュール２９は、筒状容器２７の容器本体３１の内壁との間に隙間６１が形成されるように、筒状容器２７内に保持されている。そしてキャップ３７の受け部４１から流れてきた水は、矢印Ｅで示すように、隙間６１を通って筒状容器２７の閉鎖端側に向けて流れる。
図８は、吸着剤カートリッジの断面図である。吸着剤カートリッジ２１は、筒状容器６３と、筒状容器６３内に配置された吸着剤モジュール６５とを備えている。筒状容器６３は、プレフィルタ１９から流れてきた浄水を受け入れるための浄水入口６７と、吸着剤モジュール６５を通過させた浄水を排出するための浄水出口６９とを備えている。
吸着剤モジュール６５は、筒状容器６３内に固定されており、筒状容器６３内に流入した浄水を更に浄化するように構成されている。吸着剤モジュール６５は、吸着剤が収容されたケーシング７１を備えている。そして筒状容器６３内の浄水は、ケーシング７１に形成された複数の開口７３を通じてケーシング７１内に流入する。そしてケーシング７１内に流入した浄水は、吸着剤によって更に浄化されて浄水出口６９に向けて流れる。
吸着剤モジュール６５内に収容されている吸着剤としては、活性炭、イオン交換体を用いることができる。
活性炭としては、粉末状活性炭、粒状活性炭、繊維状活性炭、ブロック状活性炭、押出成形活性炭、成形活性炭、合成物系粒状活性炭、合成物系繊維状活性炭等が挙げられる。吸着剤として活性炭を用いると、水中の残留塩素やカビ臭、トリハロメタンなどの有機化合物を除去することができる。
また、イオン交換体としては、イオン交換繊維、アルミノケイ酸塩系無機イオン交換体等が挙げられる。イオン交換繊維としては、スルホン酸基を交換基とする強酸型、カルボン酸基を交換基とする弱酸型、４級アンモニウム基を交換基とする強塩基型、アミン基を交換基とする弱塩基型などが挙げられる。イオン交換繊維を用いると、反応性が高く、取り扱いやすい。アルミノケイ酸塩系無機イオン交換体としては、合成ゼオライトであるモレキュラーシーブ３Ａ，モレキュラーシーブ４Ａ、モレキュラーシーブ５Ａ、モレキュラーシーブ１３、Ｘ、フォージャサイト型ゼオライト、モルデナイト型ゼオライトなどが挙げられる。これらの合成ゼオライトは重金属イオンの吸着能力が高く、特にモレキュラーシーブ５Ａは、溶解性鉛イオンの吸着性に優れている。
そして筒状容器６３内に流入し、吸着剤モジュール６５を通過した浄水は、浄水出口６９を通じて中空糸膜カートリッジ２３に流れる。
中空糸膜カートリッジ２３は、吸着剤の代わりに中空糸膜モジュールを有している以外は、吸着剤カートリッジ２１と同一の構造を有している。従って、中空糸膜カートリッジ２３の構造の詳細な説明は省略する。
次に、上述した浄水器システムの作用について詳述する。
先ず、専用水栓５から浄水を出す場合について説明する。
専用水栓５から浄水を出す場合、一般水栓３が閉じているので、バルブ１１から浄水器システムに流れ込んだ水は、浄水器１を通って専用水栓５に流れる。
専用水栓５から浄水を出す場合、一般水栓３が閉じているので、バルブ１１から浄水器システムに流れ込んだ水は、浄水器１を通って専用水栓５に流れる。
具体的には、一般水栓３が閉じている状態では、バルブ１１から浄水器１のプレフィルタ１９に流れ込んだ水は、先ず、矢印Ａで示すように、入水口管３９を通って受け部４１に向けて流れる。そして水は、受け部４１に当たって、矢印Ｂで示すように、筒状容器２７の周方向に流れる。次に、水は、矢印Ｅで示すように、筒状容器２７の容器本体３１の内壁と中空糸膜モジュール２９の外側ケーシング５１との隙間６１を通って筒状容器２７の閉鎖端の方向に流れる。そして筒状容器２７の閉鎖端付近に到達した水は、中空糸膜モジュール２９の内側ケーシング４９の開口から内側ケーシング４９内部に流入する。専用水栓５を使用する場合には、一般水栓３は閉じられているので、一般水栓３と接続されている洗浄水出口管４５内部の水圧は、開いている専用水栓５と接続されている浄水出口管４３内部の水圧よりも高くなっている。従って、中空糸膜モジュール２９内に流入した原水は、洗浄水出口管４５の方向、即ち内側ケーシング４９の開口部５９を通過して内側ケーシング４９と外側ケーシング５１との隙間に向けて流れる方向には流れずに、浄水出口管４３の方向、即ち中空糸膜モジュール２９の中空糸膜４７を通過する方向に流れる。
そして中空糸膜４７を通過した水に含まれる濁質は中空糸膜４７によって捕捉される。これにより水が浄化され、矢印Ｃで示すように、空間５５を通って浄水出口管４３に流れ込む。そして浄水は、浄水出口管４３からヘッダ２５に送られヘッダ２５を通じて、プレフィルタ１９の下流側にある活性炭カートリッジ２１に送られる。そしてプレフィルタ１９から出た浄水は、活性炭カートリッジ２１及び中空糸膜カートリッジ２３で更に浄化されて専用水栓５から出水される。
次に、一般水栓３から水を出す場合について説明する。
一般水栓３から水を出す場合には、専用水栓５が閉じているので、プレフィルタ１９の浄水出口管４３内の水圧が、洗浄水出口管４５内の水圧よりも高くなっている。従って、バルブ１１からプレフィルタ１９の筒状容器２７内部に入り、さらに中空糸膜モジュール２９に流入した水は、浄水出口管４３の方向には流れずに、洗浄水出口管４５の方向に流れる。そして、中空糸膜モジュール２９内に流入した水が内側ケーシング４９の開口から内側ケーシング５１の開口部５９の方向に流れると、水が柱状に束ねられた中空糸膜４７の外表面に沿って流れるので、中空糸膜４７の外表面に付着した濁質を洗い流すことができる。また、このとき水は、中空糸膜４７を通過することはないが、多数の中空糸膜４７の間を流れるので、中空糸膜４７の柱状体内側に付着している濁質も洗い流すことができる。そして濁質を含む水は、内側ケーシング４９と外側ケーシング５１の間を通ってキャップ３１の方向に流れ、洗浄水出口管４３を通ってヘッダ２５に到達する。そして洗浄水は、ヘッダ２５から一般水栓３に向けて流れる。
一般水栓３から水を出す場合には、専用水栓５が閉じているので、プレフィルタ１９の浄水出口管４３内の水圧が、洗浄水出口管４５内の水圧よりも高くなっている。従って、バルブ１１からプレフィルタ１９の筒状容器２７内部に入り、さらに中空糸膜モジュール２９に流入した水は、浄水出口管４３の方向には流れずに、洗浄水出口管４５の方向に流れる。そして、中空糸膜モジュール２９内に流入した水が内側ケーシング４９の開口から内側ケーシング５１の開口部５９の方向に流れると、水が柱状に束ねられた中空糸膜４７の外表面に沿って流れるので、中空糸膜４７の外表面に付着した濁質を洗い流すことができる。また、このとき水は、中空糸膜４７を通過することはないが、多数の中空糸膜４７の間を流れるので、中空糸膜４７の柱状体内側に付着している濁質も洗い流すことができる。そして濁質を含む水は、内側ケーシング４９と外側ケーシング５１の間を通ってキャップ３１の方向に流れ、洗浄水出口管４３を通ってヘッダ２５に到達する。そして洗浄水は、ヘッダ２５から一般水栓３に向けて流れる。
上述のように本発明の実施形態による浄水器システムでは、一般水栓３を開くことによって、水で中空糸膜４３の外表面を洗浄することができる。これにより、ユーザが特に意識をすることなく、プレフィルタ１９の中空糸膜４７から濁質を洗い流すことができる。そして、本発明の実施形態による洗浄システムによれば、一般水栓３を開く度にプレフィルタ１９の中空糸膜４７を洗浄することができるので、プレフィルタ１９の筒状容器２７から中空糸膜モジュール２９を取り出して中空糸膜４７を手もみして洗う必要がなくなる。また、筒状容器２７を開閉する必要がなくなるので、常に筒状容器２７内の水圧が高いいわゆるＩ型の浄水器において、水漏れを防ぐのに特に効果的である。
次に、上述の実施形態の第１の変形例について説明する。図９は、変形例によるプレフィルタの断面図であり、図１０は、螺旋流形成部材の斜視図である。なお、図９の断面図は、図３に示すIV-IV断面の断面図である。
変形例によるプレフィルタは、図９及び図１０に示すように、内側ケーシング４９の他端側に、水の流れを螺旋状に変換するための螺旋流形成構造としての螺旋流形成部材１０１を備えている。螺旋流形成部材１０１は、板状部材１０３と、板状部材１０３を貫いて延びる複数の流路１０５とを有している。板状部材１０３は、内側ケーシング４５の開口に嵌るように寸法決めされている。また、流路１０５は、筒状容器２７の閉鎖端側から流れてきた水の流れを螺旋状に変換できる形状を有している。流路１０５は、筒状容器２７の軸線方向に対して傾斜して延びており、具体的には、円板形状の板状部材１０３の接線方向、かつ筒状容器２７の軸線方向に延びている。
図１１は、変形例によるプレフィルタの内側ケーシングを示す斜視図である。筒状容器２７の軸線方向に流れる水が螺旋流形成部材１０１を通過すると、水の流れは、流路１０５によって筒状容器２７の周方向、かつ軸線方向に変えられる。これにより水は、図１１に示すように、内側ケーシング４９の周囲を旋回しながら流れたり、内側ケーシング４９の開口５９を出入りしながら流れたり、内側ケーシング４９の内部で中空糸膜４７の周囲を旋回しながら流れる。このような螺旋流形成部材１０１を設けて水の流れを螺旋流に変換することにより、中空糸膜４７の洗浄効果をより一層高めることができる。
流路１０５は、板状部材を水平に置いた際、筒状容器２７の軸線方向に対して斜めを向くものであればよく、形状の例としては、概略平行となるように斜めに穴を開けても良いし、台形状の穴としても良い。また、流路１０５は、途中で曲がったり、複数に分岐したりしていても構わない。
流路１０５の配置の例としては、筒状容器２７内部で水がほぼ均等に分散するように、板状部材１０３の全体に均等となるように分散させて配置することが好ましい。なお、螺旋流形成部材１０１は、筒状容器２７の中心軸に対し、垂直となるように配置してもよいし、斜めになるように配置することもできる。
図１２は、螺旋流形成構造の更なる例を示す側面図である。図１２に示すように、更なる例による螺旋流形成部材は、外側ケーシング５１の側面の他端側近傍に形成された複数の孔１０７によって構成されている。この例では、外側ケーシング５１の他端は閉じられており、筒状容器２７内の水は、孔１０７以外からは外側ケーシング５１内に流入できないように構成されている。
複数の孔１０７は、外側ケーシング５１の側面に形成されており、外表面に形成された入口１０９から内表面に形成された出口１１１にかけて延びている。そして、図１２に示すように、孔１０７の出口１１１は、入口１０９に対して、外側ケーシング５１の周方向にずれた位置に形成されていることが好ましい。
そして水が筒状容器２７から外側ケーシング５１内に流入するときに、複数の孔１０７を通過することによって、外側ケーシング５１内の水の流れを螺旋状にすることができる。そして外側ケーシング５１に孔１０７を設けることによっても、水の流れを螺旋流に変換して中空糸膜４７の洗浄効果をより一層高めることができる。
次に、上述した実施形態の第２の変形例について詳述する。図１３は、第２の変形例によるプレフィルタの断面図であり、図３のIV-IV断面の断面図である。
図１３に示すように第２の変形例によるプレフィルタの中空糸膜モジュールは、中空糸膜４７内に配置されたセンターチューブ１１３を有している。センターチューブ１１３は、内側ケーシング４９とほぼ同一の長さを有しており、内側ケーシング４９の開口から、ポッティング材５３まで延びている。センターチューブ１１３の一端側は、内側ケーシング４９の中心においてポッティング材５３に固定されている。そしてセンターチューブ１１３の他端側は、筒状容器２７の他端側に向けて開口している。センターチューブ１１３の他端は、開口した端部から受け入れられる水の量を増やすために、他の部分に比べて径が大きくなっている。また、センターチューブ１１３の壁面には、複数の開口１１５が設けられている。また、外側ケーシング４９の他端側は、中央に開口を有するキャップ１１７によって閉じられている。そしてセンターチューブ１１３の他端は、キャップ１１７の開口内に嵌め込まれており、筒状容器２７内の水は、全てセンターチューブ１１３内に流れ込むように構成されている。
センターチューブ１１３の材質としては、樹脂、金属などが挙げられるが、これらに限定されない。塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの樹脂製を使用すると、加工しやすいので好ましい。センターチューブの長さは、フィルタに収容されればよく、８０〜２００ｍｍであると、効果的に中空糸膜を洗浄することができるので、好ましい。センターチューブ１１３の壁面の開口１１５の直径は、特に限定されないが、０．１〜１０ｍｍが好ましい。開口１１５は、複数あることが好ましく、センターチューブ１１３の長手方向に垂直な平面において、点対象の位置に二つずつ、または四つずつ設けることがさらに好ましい。穴の間隔は、特に限定されないが、センターチューブ１１３の下端から５〜５０ｍｍ間隔で設けるのが好ましい。
このようなセンターチューブ１１３を設けることにより、筒状容器２７内の水は、センターチューブ１１３を通過して外側ケーシング５１内に流れ込む。そして筒状容器２７からセンターチューブ１１３内に流入した水は、センターチューブ１１３の側壁の開口１１５を介して外側ケーシング５１内に流れ込む。そして開口１１５を介して水をセンターチューブ１１３から放出することによって、水は、実質的に放射状に放出される。このように、中空糸膜４７の内側から放射状に水を放出して外側ケーシング５１内に流入させることによって、中空糸膜４７の柱状体の内部から中空糸膜を洗浄することができる。これにより、中空糸膜４７の洗浄効果をより一層高めることができる。
次に、本発明の実施形態による浄水器システムの変形例について説明する。図１４及び図１５は、浄水器システムの変形例を示す概略図である。
図１４及び図１５に示すように、浄水器１のプレフィルタ１９を洗浄した洗浄水を出水するための水栓１２１を一般水栓３及び専用水栓５とは別に設けることができる。この場合、一般水栓３を、直接バルブ１１と接続し、一般水栓３に流れる水は浄水器１を通らないようにする。そしてプレフィルタ１９の洗浄水出口管４５を、一般水栓３又は専用水栓５に併設された水栓１２１と接続する。これにより、水栓１２１が開いている場合には、プレフィルタ１９に流れ込んだ水は、中空糸膜４７を洗浄して洗浄水として水栓１２１に向けて流れるようになる。
このように、一般水栓及び専用水栓に加えて、中空糸膜を洗浄した洗浄水を出水するための水栓を設けることによって、水の用途に応じて水栓を選択することが可能となる。
次に、本発明の第２の実施形態について詳述する。図１６は、第２の実施形態によるフィルタの断面図である。
図１６に示すように、フィルタ２０１は、ヘッダ（図示せず）に着脱可能な筒状容器２０３と、筒状容器２０３内に収容された中空糸膜モジュール２０５とを備えている。
中空糸膜モジュール２０５は、柱状に束ねられた多数本の中空糸膜２０７と、束ねられた中空糸膜２０７の外周を囲むように配置されたケーシング２０９とを備えている。
各々の中空糸膜２０７は、Ｕ字状に曲げられてその両端がポッティング材２１１によってケーシング２０９の一端近傍に保持されている。そして多数の中空糸膜２０７をＵ字状に曲げてその端部をポッティング材２１１に固定することによって多数の中空糸膜２０７が柱状体を構成している。また、中空糸膜２０７の端部は開口しており、中空糸膜２０７で浄化した水をポッティング材２１１よりも一端側にある空間２１３に向けて流せるように構成されている。この空間２１３は、浄水出口管２１５と連結されており、浄化した水は、空間２１３を通過して浄水出口管２１５に流れる。
中空糸膜２０７としては、例えば、セルロース系、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）、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、ポリ弗化エチレン（テフロン（登録商標））系、ポリカーボネート系、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からなるものを使用することが好ましい。これらの材料の中でも、特に、膜の強伸度や耐屈曲性、洗浄性、取扱性や耐薬品性の高さ等を考慮すると、ポリエチレンやポロプロピレン等のポリオオレフィン系中空糸膜を使用することが好ましい。また流量及び濁りろ過性能を考慮すると、ポリスルフォン系中空糸膜を使用することが好ましい。
ケーシング２０９の他端側には、キャップ２１７が取り付けられており、ケーシング２０９の他端を実質的に閉鎖している。
図１７は、キャップの側面図である。図１７に示すように、キャップ２１７は、円板形状の底面２１９と、底面２１７の周囲に沿って形成された壁２２１とを備えている。壁２２１には、筒状容器２０３内の水をケーシング２０９内に流入させるための複数の孔２２３が形成されている。孔２２３は、円形状の底面２１９の径方向に対して例えば３０度傾斜した方向に延びている。
また、ケーシング２０９内には、ケーシング内に流入した水の流れに乗って中空糸膜２０７を揺らす多数の粒子２２５が入れられている。粒子２２５は、ケーシング２０９内で水が流れているときに沈まずに水中で浮遊していられるように比重が１．０よりも大きい固体であればどのようなものであってもよい。粒子２２５を構成する材料としては、樹脂、セラミック、石などが挙げられるが、これらに限定されない。また、粒子２２５としては、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの樹脂製の粒状物を使用することができる。また、樹脂製の粒子と石を混合して使用してもよく、この場合、水の流量が少ないときは石が沈み、樹脂製の粒子で中空糸膜を揺らし、水の流量が多い時は樹脂性の粒状物が水に浮かび、石で中空糸膜を揺らすことができる。粒子２２５の形状としては、ハート型、星型、球状、立方体状、直方体状、円筒状、円錐状などが挙げられるが、これらに限定されない。また、中空糸膜２０７を傷付けないようにするために、粒子２２５は、尖った形状を有していないことが好ましい。またハート型の粒子を使用すると、効果的に中空糸膜を揺らすことができるので好ましい。粒子の大きさは０．１〜４０ｍｍが好ましく、質量は０．１〜２０グラムが好ましい。
次に上述の第２の実施形態の作用について詳述する。
ヘッダを介して筒状容器２０３内に水が流入すると、水は、筒状容器２０３の閉鎖端に向けて流れる。そして筒状容器２０３内の水は、キャップ２１７の孔２２３を通過してケーシング２０９内に流入する。孔２２３は、底面２１９の径方向に対して傾斜しているので、孔２２３を通過した水は、中空糸膜２０７の周りを旋回するように螺旋状に流れる。そしてケーシング２０９内に流入した水は、中空糸膜２０７を通過して浄化され、空間２１３を通って浄水出口管２１５から排出される。
また、ケーシング２０９内に水が流入すると、水の水流に乗って粒子２２５がケーシング２０９内を浮遊して中空糸膜２０７に衝突する。そして粒子２２５が中空糸膜２０７に衝突すると、中空糸膜２０７は揺らされる。そして粒子２２５によって中空糸膜２０７を揺らすことによって、中空糸膜２０７の表面に付着した濁質を落とすことができる。
以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、中空糸膜２０７から濁質を落とすことができる、新たなフィルタを提供することができる。
なお、本発明の第２の実施形態は、上述したような単独の浄水出口管２１５を有するタイプのフィルタ及び第１の実施形態において詳述した中空糸膜カートリッジ２３に適用しても良いし、第１の実施形態において詳述したプレフィルタ１９のような浄水出口管４３及び洗浄水出口管４５を有するタイプのフィルタに適用しても良い。
以下、本発明の実施例について詳述する。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
＜実施例１＞
三菱レイヨン製の中空糸膜ＥＸ２７０Ｔ（膜面積０.２８ｍ２）を使用して中空糸膜モジュールを作成し、内部容器の側面にはφ２．５ｍｍの穴を３箇所、内部容器の長手方向に対して下方側に１５ｍｍの等間隔になるように開けて、フィルタを作成した。
三菱レイヨン製の中空糸膜ＥＸ２７０Ｔ（膜面積０.２８ｍ２）を使用して中空糸膜モジュールを作成し、内部容器の側面にはφ２．５ｍｍの穴を３箇所、内部容器の長手方向に対して下方側に１５ｍｍの等間隔になるように開けて、フィルタを作成した。
＜浄水器通水実験＞
カオリン１０度、水温２０℃、圧力０.１ＭＰａ、ろ過時間１２０分、洗浄時間１０分、初期ろ過流量（ＯＵＴ−ＩＮろ過）２.０Ｌ／ｍｉｎの通水条件で実験を行った。
濁度１０度の水を、４０００Ｌ通水しても、洗浄直後の流量保持率は、いずれも９０％以上であった。
カオリン１０度、水温２０℃、圧力０.１ＭＰａ、ろ過時間１２０分、洗浄時間１０分、初期ろ過流量（ＯＵＴ−ＩＮろ過）２.０Ｌ／ｍｉｎの通水条件で実験を行った。
濁度１０度の水を、４０００Ｌ通水しても、洗浄直後の流量保持率は、いずれも９０％以上であった。
＜実施例２＞
長手方向に垂直な平面において、点対象の位置に二つずつ１５ｍｍ間隔で合計６個の直径２ｍｍ穴が壁面に開いた、長さ１００ｍｍ、外径９．５ｍｍ、内径７ｍｍのセンターチューブを設けた以外は実施例１と同様にして、通水試験を行なった。
濁度１０度の水を、４０００Ｌ通水しても、洗浄直後の流量保持率は、いずれも９０％以上であった。
長手方向に垂直な平面において、点対象の位置に二つずつ１５ｍｍ間隔で合計６個の直径２ｍｍ穴が壁面に開いた、長さ１００ｍｍ、外径９．５ｍｍ、内径７ｍｍのセンターチューブを設けた以外は実施例１と同様にして、通水試験を行なった。
濁度１０度の水を、４０００Ｌ通水しても、洗浄直後の流量保持率は、いずれも９０％以上であった。
＜実施例３＞
内部容器に、大きさ１４ｍｍ、質量７ｇの塩化ビニル樹脂製とポリスチレン製のハート型の粒状物５個ずつ収納した以外は実施例１と同様にして、通水試験を行なった。
濁度１０度の水を、４０００Ｌ通水しても、洗浄直後の流量保持率は、いずれも９０％以上であった。
内部容器に、大きさ１４ｍｍ、質量７ｇの塩化ビニル樹脂製とポリスチレン製のハート型の粒状物５個ずつ収納した以外は実施例１と同様にして、通水試験を行なった。
濁度１０度の水を、４０００Ｌ通水しても、洗浄直後の流量保持率は、いずれも９０％以上であった。
＜実施例４＞
内部容器の底蓋が無い状態（底が開口）とした以外は実施例１と同様にして、通水試験を行なった。
濁度１０度の水を、１０００Ｌ通水した時、流量保持率は６０％であった。
内部容器の底蓋が無い状態（底が開口）とした以外は実施例１と同様にして、通水試験を行なった。
濁度１０度の水を、１０００Ｌ通水した時、流量保持率は６０％であった。
以上の結果のように、本願発明のフィルタは、フィルタの中空糸膜モジュールに溜まった濁質を容易に洗浄できることがわかる。
１ 浄水器
３ 一般水栓
５ 専用水栓
１９ プレフィルタ
２７ 筒状容器
２９ 中空糸膜モジュール
３９ 入水口管
４３ 浄水出口管
４５ 洗浄水出口管
４７ 中空糸膜
４９ 内側ケーシング
５１ 外側ケーシング
３ 一般水栓
５ 専用水栓
１９ プレフィルタ
２７ 筒状容器
２９ 中空糸膜モジュール
３９ 入水口管
４３ 浄水出口管
４５ 洗浄水出口管
４７ 中空糸膜
４９ 内側ケーシング
５１ 外側ケーシング
Claims (12)
- 第１水栓と、
この第１水栓とは異なる第２水栓と、
前記第１水栓の上流側に配置され、水を浄化するための複数のフィルタを有する浄化器とを備える浄化システムであって、
前記第１水栓が開いたときに、前記複数のフィルタで浄化した浄水を第１水栓から出水し、
前記第２水栓が開いたときに、前記複数のフィルタのうち最上流側にある中空糸膜モジュールの中空糸膜を洗浄した洗浄水を第２水栓から出水し、
前記第１水栓が浄水専用水栓であり、前記第２水栓が一般水栓である、浄化システム。 - 前記中空糸膜モジュールで浄化される水、及び前記中空糸膜モジュールを洗浄する水は、一つの入水口から当該浄化システム内に流入する、請求項１に記載の浄化システム。
- 前記第１水栓が開いており、前記第２水栓が閉じているときには、前記浄化器で浄化した浄水が前記第１水栓に流れるようになっている、請求項１に記載の浄化システム。
- 前記第２水栓が開いており、前記第１水栓が閉じているときには、前記浄化器の前記中空糸膜モジュールを洗浄した洗浄水が前記第２水栓に流れるようになっている、請求項１に記載の浄化システム。
- 前記浄化器は、前記入水口と、前記第１水栓及び前記第２水栓との間に配置された第１フィルタを備える、請求項２から４の何れか１つに記載の浄化システム。
- 前記浄化器は、前記第１フィルタと、前記第１水栓との間に配置された第２フィルタを備える、請求項５に記載の浄化システム。
- 前記浄化器は、前記第２フィルタと、前記第１水栓との間に配置された第３フィルタを備える、請求項６に記載の浄化システム。
- 前記第１フィルタは、前記中空糸膜モジュールを備えている、請求項５から７の何れか１つに記載の浄化システム。
- 前記第２フィルタは、水中の濁質を吸着するための吸着剤を有している、請求項６に記載の浄化システム。
- 前記吸着剤は、活性炭である、請求項９に記載の浄化システム。
- 前記吸着剤は、イオン交換体である、請求項９に記載の浄化システム。
- 前記第３フィルタは、前記第２フィルタで浄化された水をさらに浄化するための中空糸膜モジュールを備えている、請求項７に記載の浄化システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013500278A JP5765676B2 (ja) | 2011-12-16 | 2012-12-14 | 浄化システム及びフィルタ |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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