JP6863272B2 - 浄水カートリッジ - Google Patents
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Description
(1)原水入口と浄水出口とを有するケーシングの内部に、粉体ろ材が収納された浄水カートリッジであって、ケーシング内には、内筒と外筒を備え、かつ、前記内筒と前記外筒の同じ側の端部に前記内筒と前記外筒との間を覆う上内蓋を備え、前記粉体ろ材は、前記内筒、前記外筒および前記上内蓋とで形成された環柱状の収容空間に収容され、前記上内蓋は前記内筒の内側壁面と水密に嵌着された、浄水カートリッジ。
(2)前記内筒および前記外筒の少なくとも一方は、その壁面に複数の開口部を有する円筒状の支持枠と、その支持枠に固定され、前記の開口部を覆うフィルター材とから構成されたものであることが好ましい。
(3)上記の浄水器は前記内筒の内側に中空糸膜束が封止固定されたものであることが好ましい。
(4)上記の浄水器は前記粉体ろ材と前記上内蓋との間に弾性部材が配設されたものであることが好ましい。
(5)前記粉体ろ材が、平均粒径が30〜150μmであり、平均粒径の50%以下の粒径である粉体ろ材の合計の質量が、粉体ろ材全体の質量に対して10%以下であることが好ましい。
(6)前記粉体ろ材が、平均粒径が30〜150μmであり、平均粒径のX%以下の粒径である粉体ろ材の合計の質量が、粉体ろ材全体の質量に対して10%となるXの値が40〜60の範囲であることが好ましい。
上記(1)の構成により、内筒と上内蓋との嵌着部分における粉体ろ材のかみ込みが大幅に抑制されるため、組立性に優れ、かつ、ろ過能力の高い浄水カートリッジを得ることができる。
また、上記(2)の構成により、内筒や外筒の強度が向上し、浄水工程において発生する水圧により内筒や外筒が変形することを抑制できる。これにより、吸着材層の層厚が低下することを防ぎ、浄水工程において原水が通過する吸着材層の距離が縮小することを防げる、ひいては、原水の吸着材層での吸着処理不足による浄水カートリッジのろ過性能の低下を抑制することができる。
また、上記(3)の構成により、内筒内の空間をろ過層として有効に活用し、浄水カートリッジをよりコンパクトにすることができる。
また、上記(4)の構成により、充填した粉体ろ材と上内蓋の間における空隙の発生が抑制され、この浄水カートリッジに原水を通水した際に、原水が粉体ろ材が存在しない上記の隙間を通過すること(以下、ショートカットという。)を抑制することができる。
また、上記(5)の構成により、平均粒径の50%以下の粒径である粉体ろ材粒子が、平均粒径の50%より大きい粒径の粉体ろ材粒子の間に入り込んで、全体として粉体ろ材の密度が高くなることで起こる圧力損失の上昇を抑制することができる。
また、上記(6)の構成により、粒径の小さな粉体ろ材が粒径の大きな粉体ろ材粒子の間に入り込んで、全体として粉体ろ材の密度が高くなることで起こる圧力損失の上昇を抑制する効果と、粒径の小さな粉体ろ材部分を除去することによる粉体ろ材製造での収率悪化およびコスト上昇を抑制する効果とのバランスをとることができる。
尚、本明細書において、「質量」は「重量」と同義である。
本願において、上下等の位置や方向に関する用語は、図1に示される向きで配置されている浄水カートリッジ(すなわち、浄水カートリッジの浄水出口12が鉛直方向の下方向に向けて開口されるように配置されている浄水カートリッジ)の上下等の位置や方向を指し示すものとするが、本発明の浄水カートリッジは必ずしも図1の向きのみで配置され、使用されるわけではない。
内筒4の略同心外側には外筒5が配置されており、内筒4と外筒5の下端側は互いに接して底部が形成され、その上端側は上内蓋6によって内筒4と外筒5との間が覆われ、有底環柱状の収納空間を画成している。そして、粉体ろ材10が、内筒4、外筒5及び上内蓋6で形成される環柱状の収容空間に収容されている。
ケーシング2は、上端が開口した有底筒状であり、下端側の右側側面に原水入口11を、下端面部の中央部に浄水出口12を有している。浄水出口12はケーシング2の底部を貫通する複数の貫通孔からなり、この浄水出口12を囲うように、ケーシング2の内側底面には、略円筒状の支持壁44が設けられている。該支持壁44は、中空糸膜モジュール18の中空糸膜束9の開口部側端部を嵌入させて、中空糸膜モジュール18をケーシング2内に立設させる。原水入口11には入口開口周囲に、流路切換器20と接続するためのバヨネット機構(不図示)が設けられている。下端部の原水入口と浄水出口とが同じ下端側に位置するので、流路切換器と接続して浄水器を構成する時、流路切換器に設けられた原水出口と浄水カートリッジに設けられた浄水出口とを、同じ方向に向けやすく、かつ、それらを近接してコンパクトに配置することが可能となり、コンパクトかつ使いやすさが求められる蛇口直結型浄水器の浄水カートリッジとして好適な配置構成を有している。
超音波溶着によるフィルター材の外筒(の支持枠)への固定形態と固定方法の具体的な好ましい態様は、上述した内筒に対するものと同様である。
原水入口11から入った原水は、流路17で周方向にほぼ均等に分配され、原水流路である環柱状の間隙に導かれ、外筒5、粉体ろ材10、内筒4をその順で径方向に通過して、中空糸膜束9に至る。原水は粉体ろ材10と接触し、それを通過することにより、原水中の遊離残留塩素、カルキ臭、カビ臭、トリハロメタンや、鉛などの重金属イオンなどが除去される。次いで、水は中空糸膜を通過し、濁質成分、細菌類なども除去されて浄水となり、中空糸膜束9の下端面の開口を経て、浄水出口12から吐出される。
粉体ろ材としてヤシ殻活性炭を使用し、粒径はレーザー回折/散乱式法で測定し、体積の粒度分布による積算値が50%を占める平均粒径は114μm、平均粒径の50%である57μm以下の粒径である活性炭の合計の質量が、活性炭全体の質量に対して10%のものを使用した。この活性炭を図1の構造の浄水カートリッジに充填し、JIS S 3201に定められた家庭用浄水器試験方法に準拠して、3L/分、SV=3750Hr−1で通水し、初期流量試験、クロロホルムろ過能力試験を行った。クロロホルムろ過能力試験は除去率80%を終点とし、除去率が80%になるまでの総通水量をクロロホルムろ過能力とした。結果を表1に示す。初期流量、クロロホルムろ過能力は、優れた結果を示した。
粉体ろ材としてヤシ殻活性炭を使用し、粒径はレーザー回折/散乱式法で測定し、体積の粒度分布による積算値が50%を占める平均粒径は119μm、平均粒径の60%である71μm以下の粒径である活性炭の合計の質量が、活性炭全体の質量に対して10%のものを使用した。この活性炭を図1の構造の浄水カートリッジに充填し、JIS S 3201に定められた家庭用浄水器試験方法に準拠して、3L/分、SV=3750Hr−1で通水し、初期流量試験、クロロホルムろ過能力試験を行った結果を表1に示す。初期流量、クロロホルムろ過能力は優れた結果を示した。
粉体ろ材としてヤシ殻活性炭を使用し、粒径はレーザー回折/散乱式法で測定し、体積の粒度分布による積算値が50%を占める平均粒径は130μm、平均粒径の40%である52μm以下の粒径である活性炭の合計の質量が、活性炭全体の質量に対して10%のものを使用した。この活性炭を図1の構造の浄水カートリッジに充填し、JIS S 3201に定められた家庭用浄水器試験方法に準拠して、3L/分、SV=3750Hr−1で通水し、初期流量試験、クロロホルムろ過能力試験を行った結果を表1に示す。クロロホルムろ過能力は優れた結果を示した。初期流量は実施例1、実施例2よりやや劣る結果となった。
粉体ろ材としてヤシ殻活性炭を使用し、粒径はレーザー回折/散乱式法で測定し、体積の粒度分布による積算値が50%を占める平均粒径は105μm、平均粒径の50%である53μm以下の粒径である活性炭の合計の質量が、活性炭全体の質量に対して20%のものを使用した。この活性炭を図1の構造の浄水カートリッジに充填し、JIS S 3201に定められた家庭用浄水器試験方法に準拠して、3L/分、SV=3750Hr−1で通水し、初期流量試験、クロロホルムろ過能力試験を行った結果を表1に示す。クロロホルムろ過能力は優れた結果を示した。初期流量は劣る結果となったが、実用上は問題はなかった。
2 ケーシング
3 外蓋
4 内筒
5 外筒
6 上内蓋
8 弾性部材
9 中空糸膜束
10 粉体ろ材
11 原水入口
12 浄水出口
13 封止部
14 間隙
15 段差部
16 段差部
17 流路
18 中空糸膜モジュール
19 浄水器
20 流路切換器
21 原水取水口
22 原水出口
31 支持枠
32 開口部
33 フィルター材
34 支持枠
35 開口部
36 フィルター材
37 弾性部材
38 弾性部材
39 治具
40 超音波溶着装置のホーン
43 上方凸部
44 支持壁
45a 内側壁部
45b 外側壁部
Claims (5)
- 原水入口と浄水出口とを有するケーシングの内部に、粉体ろ材が収納された浄水カートリッジであって、
ケーシング内には、内筒と外筒を備え、かつ、前記内筒と前記外筒の同じ側の端部に前記内筒と前記外筒との間を覆う上内蓋を備え、
前記粉体ろ材は、前記内筒、前記外筒および前記上内蓋とで形成された環柱状の収容空間に収容され、
前記上内蓋は前記内筒の内側壁面と水密に嵌着され、
前記粉体ろ材と前記上内蓋との間に弾性部材が配設され、
前記弾性部材が、ゴム、合成樹脂のスポンジ、発泡体、不織布またはフェルトである、浄水カートリッジ。 - 前記内筒および前記外筒の少なくとも一方は、その壁面に複数の開口部を有する円筒状の支持枠と、その支持枠に固定され、前記開口部を覆うフィルター材とから構成された、請求項1に記載の浄水カートリッジ。
- 前記内筒の内側に中空糸膜束が封止固定された、請求項1または2に記載の浄水カートリッジ。
- 前記粉体ろ材が、平均粒径が30〜150μmであり、平均粒径の50%以下の粒径である粉体ろ材の合計の質量が、粉体ろ材全体の質量に対して10%以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の浄水カートリッジ。
- 前記粉体ろ材が、平均粒径が30〜150μmであり、平均粒径のX%以下の粒径である粉体ろ材の合計の質量が、粉体ろ材全体の質量に対して10%となるXの値が40〜60の範囲である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の浄水カートリッジ。
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