JP6886789B2 - 浄水カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、浄水カートリッジに関する。

ペット用給水器として、給水器内で循環させながら浄化した水を供給する循環型給水器が従来技術として知られている（特許文献１、非特許文献１）。

特開２０１４−９７０１０号公報（平成２６年５月２９日公開）

ピュアクリスタル製品情報、[online]、ジェックス株式会社ホームページ、［２０１６年７月２０日検索］、インターネット＜http://www.p-crystal.jp/＞

上述のような循環型給水器に設けられる浄水カートリッジにおいて、浄化する水が流入する開口部は、内部の濾材が漏れ出さないように、メッシュ部材等で覆われている。このように浄水カートリッジの開口部がメッシュ部材で覆われていると、メッシュ部材の網目に存在する気泡により水の流入が妨げられ、浄水効率が低下するという問題がある。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、濾材の流出を防ぐためのメッシュ部材の網目に生じる気泡の滞留を防ぎ、浄水カートリッジ内に水を好適に流入させることが可能な浄水カートリッジを実現することにある。

上記の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、外部から水を内部に導入する水導入口と、浄化した水を外部に排出する排水口と、上記水導入口を覆うメッシュ部材と、上記水導入口の周囲の少なくとも一部を囲む土手部と、内部に空間を有する空気溜まり部と、を備え、上記水導入口が設けられた面は、上記水導入口から導入された水の流路が鉛直方向になるように設置したとき、水平に対して傾斜する傾斜面であり、上記空気溜まり部は、上記水導入口の外側であって、上記水導入口から導入された水の流路が鉛直方向になるように設置したとき、上記傾斜面の上側に位置するように設けられていることを特徴とする浄水カートリッジである。

本発明に係る浄水カートリッジは、水導入口を覆うメッシュ部材の下部に生じる気泡が空気溜り部に誘導されるので、メッシュ部材の網目に気泡が滞留することを防ぎ、水導入口から好適に水を導入させることにより、好適に浄水することができる。

本発明の一実施形態に係る浄水カートリッジを設ける循環型給水器を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る浄水カートリッジの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る浄水カートリッジの断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜３を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る浄水カートリッジを設ける循環型給水器を説明する模式図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る浄水カートリッジの斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る浄水カートリッジを、短手方向に平行な面により切断した場合の断面図である。

図１に示すように、浄水カートリッジ１００は、循環型給水器１０１の水循環経路上に設けて使用することができる。循環型給水器１０１において、浄水カートリッジ１００は、貯水タンク１０２と給水部１０３との間を循環する水を浄化し、給水部１０３に浄水を供給する。循環型給水器１０１は、図１に示す矢印の方向に水を循環させながら、水の浄化及び浄化した水の供給を行う。

循環型給水器１０１において、貯水タンク１０２に貯留された水は、ポンプ１０４に吸い上げられて、給水部１０３に送られる。給水部１０３に送られた水は自重により落下し、浄水カートリッジ１００内に流入する。浄水カートリッジ１００内に流入して浄化された水は、貯水タンク１０２に落下して貯水される。循環型給水器１０１は、使用開始時にこのような水の循環を例えば３０分程度継続して行うことで、給水部１０３に浄水が常時供給されるようになる。

循環型給水器１０１は、水の循環により浄化された水が給水部１０３に常時供給され、また水の循環により給水部１０３に生じる水流によりペットの興味を引くため、ペットに水飲みを促すと共に、浄化されたきれいな水を常時提供することができる。したがって、循環型給水器１０１は、例えば、イヌ、ネコ等のペット用給水器として好適に利用可能である。

（浄水カートリッジ１００）
本実施形態において、浄水カートリッジ１００は、本体部１１１、水導入口１１２、排水口１１３、濾材１１４、メッシュ部材１１５、土手部１１６、空気溜り部１１７、及びメッシュ部材１１８を備えている。

本体部１１１は、その上部面に水導入口１１２が設けられており、その底部面に排水口１１３が設けられており、その内部に濾材１１４が格納される。循環型給水器１０１に浄水カートリッジ１００を設置した場合、水導入口１１２から本体部１１１内に流入した水は、自重によって下方に流れ、濾材１１４により浄化されて排水口１１３から流れ出る。本体部１１１は、内部に空間を有し、上部から底部に向かって広がるテーパー形状であってもよいが、浄水カートリッジ１００を設置する浄水器のカートリッジ取付部の形状に合わせた形状であればよい。

（水導入口１１２）
水導入口１１２は、外部からの水を内部に導入するものである。浄水カートリッジ１００を循環型給水器１０１に設置した場合、水導入口１１２は、貯水タンク１０２と給水部１０３との間の水循環経路上に位置し、水循環経路からの水を浄水カートリッジ１００内部に導入する。水導入口１１２は、本体部１１１の上部面に設けられており、メッシュ部材１１５により覆われている。

水導入口１１２は、上部面の最外部まで開口するように設けられていてもよいし、上部面の最外部までは開口せず、上部面の一部に設けられていてもよい。水導入口１１２の開口面積により浄水カートリッジ１００内への水の流入量が変化するため、水の流入量を増やして浄化効率を向上させるために、水導入口１１２の開口面積は大きい方が好ましい。また、水導入口１１２は、浄水カートリッジ１００内への水の流入及び流出の円滑化のため、排水口１１３の直上に設けられていることが好ましい。また、水導入口１１２の開口面積は、浄化効率を考慮した場合、排水口１１３の開口面積より小さいことが好ましい。

水導入口１１２は、上部面に１つのみ設けられていてもよいし、図２に示すように、複数設けられていてもよい。例えば、小さい水導入口１１２を複数設けることによって、大きい水導入口１１２を１つ設ける場合よりも、水導入口１１２を覆うメッシュ部材１１５にかかる負荷が低減し、メッシュ部材１１５が剥がれたり、撓んだりすることを防ぐことができる。

水導入口１１２が設けられる上部面の形状は特に限定されないが、例えば、平面であってもよいし、曲面であってもよいが、好ましくは、平面である。上部面が平面であることにより、メッシュ部材１１５により水導入口１１２を覆いやすく、製造工程が容易なため製造コストを低減することができる。また、上部面が平面であることにより、メッシュ部材１１５を湾曲させる必要がないため、メッシュ部材１１５に不要な負荷がかからず、メッシュ部材１１５の耐久性を高めることができる。

ここで、水導入口１１２から導入された水の流路が鉛直方向になるように浄水カートリッジ１００を設置したとき、水導入口１１２が設けられた上部面は、水平に対して傾斜する傾斜面である。水導入口１１２が設けられた上部面が傾斜面であることによって、水導入口１１２を覆うメッシュ部材１１５の網目に生じた気泡を傾斜面の上側に誘導することができる。傾斜面の上側には、空気溜り部１１７が設けられているので、傾斜面の上側に誘導された気泡は空気溜り部１１７に集合する。

水導入口を覆うメッシュ部材の網目に気泡が生じ、この気泡がメッシュ部材の網目に留まった場合、水導入口からの水の流入が妨げられ、浄化効率が低下してしまう。浄水カートリッジ１００においては、水導入口１１２が設けられた上部面が傾斜していることにより、その上側に気泡が誘導されるので、メッシュ部材１１５の網目に気泡が留まらず、気泡により水の流入が妨げられることを防ぐことができる。

傾斜面は、水平に対する傾きが、５度以上、９０度未満であることが好ましく、これにより、メッシュ部材１１５の網目に生じた気泡を好適に上側に誘導することができる。

また、傾斜面は複数設けられてもよく、この場合、それぞれの傾斜面に少なくとも１つの水導入口１１２が設けられ、また、それぞれの傾斜面の上側に空気溜り部１１７が設けられる。また、複数の傾斜面が設けられている場合に、１つの空気溜り部１１７に複数の傾斜面の上側のそれぞれが接続されるように設けられていてもよい。すなわち、複数の傾斜面が設けられることにより、例えば、浄水カートリッジ１００の上部を多角錐台形状としてもよい。

（メッシュ部材１１５）
メッシュ部材１１５は、水導入口１１２を覆うように設けられている。メッシュ部材１１５は、水導入口１１２を完全に覆うために、水導入口１１２の開口部よりも大きいものであり、水導入口１１２の外側の上部面に貼り付けられていることが好ましい。メッシュ部材１１５の材質、形状等は特に限定されず、従来公知のメッシュ部材を好適に使用可能である。メッシュ部材１１５の網目の開口面積は、濾材１１４の最小粒径よりも小さいことが好ましい。メッシュ部材１１５として不織布を用いれば、使用時の接触等により粉砕する可能性のある活性炭等の濾材であっても流出を防ぐことができるため、より好ましい。

循環型の給水器において、循環する水中に活性炭等の濾材が流出した場合、その濾材が浄水カートリッジ内に戻ることなく循環し、給水部に流れ込む可能性がある。濾材が給水部に流れ込んだ場合、外観上好ましくないだけでなく、水と一緒に誤飲される可能性がある。

浄水カートリッジ１００においては、水導入口１１２がメッシュ部材１１５により覆われているので、本体部１１１内に収容された濾材１１４が外部に流出することを確実に防ぎつつ、水の導入が可能になる。また、メッシュ部材１１５は、毛やほこり等の比較的大きな不純物を、浄水カートリッジ１００内に侵入する前に取り除くこともできる。

（排水口１１３）
排水口１１３は、浄化した水を外部に排出する。排水口１１３は、本体部１１１の底部面に設けられている。浄水カートリッジ１００を循環型給水器１０１に設置した場合、排水口１１３は、貯水タンク１０２と給水部１０３との間の水循環経路上に位置し、浄水カートリッジ１００内で浄化した水を水循環経路に流出させる。

排水口１１３は、底部面の最外部まで開口するように設けられていてもよいし、底部面の最外部までは開口せず、底部面の一部に設けられていてもよい。排水口１１３の開口面積により浄水カートリッジ１００からの浄水の流出量が変化するため、水の流出量を増やして浄化効率を向上させるために、排水口１１３の開口面積は大きい方が好ましい。また、排水口１１３は、浄水カートリッジ１００内への水の流入及び流出の円滑化のため、水導入口１１２の直下に設けられていることが好ましい。また、排水口１１３の開口面積は、浄化効率を考慮した場合、水導入口１１２の開口面積より大きいことが好ましい。

排水口１１３は、底部面に１つのみ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。例えば、小さい排水口１１３を複数設けることによって、大きい排水口１１３を１つ設ける場合よりも、排水口１１３を覆うメッシュ部材１１８にかかる負荷が低減し、メッシュ部材１１８が剥がれたり、撓んだりすることを防ぐことができる。

排水口１１３が設けられる底部面の形状は特に限定されないが、例えば、平面であってもよいし、曲面であってもよいが、好ましくは、平面である。底部面が平面であることにより、メッシュ部材１１８により排水口１１３を覆いやすく、製造工程が容易なため製造コストを低減することができる。また、底部面が平面であることにより、メッシュ部材１１８を湾曲させる必要がないため、メッシュ部材１１８に不要な負荷がかからず、メッシュ部材１１８の耐久性を高めることができる。

（メッシュ部材１１８）
排水口１１３は、メッシュ部材１１８により覆われていてもよい。これにより、本体部１１１内に収容された濾材１１４が外部に流出することを確実に防ぎつつ、浄水カートリッジ１００内で浄化された水を流出させることが可能である。

メッシュ部材１１８は、排水口１１３を完全に覆うために、排水口１１３の開口部よりも大きいものであり、排水口１１３の外側の底部面に貼り付けられていることが好ましい。メッシュ部材１１８の材質、形状等は特に限定されず、従来公知のメッシュ部材を好適に使用可能である。メッシュ部材１１８の網目の開口面積は、濾材１１４の最小粒径よりも小さいことが好ましい。メッシュ部材１１８として不織布を用いれば、使用時の接触等により粉砕する可能性のある活性炭等の濾材であっても流出を防ぐことができるため、より好ましい。

（土手部１１６）
土手部１１６は、水導入口１１２の周囲の少なくとも一部を囲む。これにより土手部１１６は、所定量の水を水導入口１１２上で保持することができる。したがって、浄水カートリッジ１００を循環型給水器１０１に設置した場合、例えば、給水部１０３から自重により落下する水の落下速度が速い又は落下量が多く、水導入口１１２から水が流入しきらずに溢れてしまったとしても、土手部１１６の内側に保持することができる。その結果、浄水カートリッジ１００内に流入せずに溢れ出す水の量を低減することができ、浄水カートリッジ１００の浄化効率が向上する。

循環型の給水器において水を自重濾過する場合、浄水カートリッジに流入せずに溢れ出す水の量が多いと、浄化されずに循環する水の量が増えてしまうため好ましくない。したがって、循環型給水器に用いる場合、浄水カートリッジ１００が土手部１１６を有することは特に好適である。また、土手部１１６が設けられていることによって、水導入口１１２が設けられている傾斜面の傾斜がきつい場合や、水導入口１１２を覆うメッシュ部材１１５の目開きが小さい場合であっても、浄水カートリッジ１００内に好適に水を流入させることができる。

土手部１１６は、水導入口１１２が設けられた上部面から突出し、水導入口１１２の周囲の少なくとも一部を囲むように設けられていれば、その形状は特に限定されない。例えば、水導入口１１２の形状が四角形である場合には、土手部１１６の形状は、その四方を囲む壁状であってもよいし、水導入口１１２の形状が円形である場合には、土手部１１６の形状は、その周囲を取り囲む筒状であってもよい。また、土手部１１６の上部面からの高さは、給水部１０３からの水の落下速度及び落下量、水導入口１１２からの水の流入速度及び流入量等に応じて適宜設定すればよい。

土手部１１６において、浄水カートリッジ１００の傾斜面の上側に位置する部分の内側には空間が設けられており、この空間が空気溜り部１１７であることが好ましい。この場合、土手部１１６において空気溜り部１１７を内部に有する部分は、他の部分よりも幅が広くなっていてもよい。

（空気溜り部１１７）
空気溜り部１１７は、内部に空間を有し、水導入口１１２の外側であって、水導入口１１２から導入された水の流路が鉛直方向になるように設置したとき、傾斜面の上側に位置するように設けられている。空気溜り部１１７は、水導入口１１２を覆うメッシュ部材１１５の網目に生じ、傾斜面の上側に誘導された気泡を、水導入口１１２よりも外側に集合させる。このように、傾斜面の上側のメッシュ部材１１５よりも外側に気泡が集まるので、メッシュ部材１１５の網目から気泡をより確実に取り除くことができ、気泡により水の流入が妨げられることを、より確実に防ぐことができる。

空気溜り部１１７は、傾斜面よりも上側に突出するように設けられていることが好ましい。これにより、空気溜り部１１７により気泡が集合しやすくなり、メッシュ部材１１５の網目から気泡をさらに確実に取り除くことができる。

空気溜り部１１７の形状は特に限定されず、例えば、上方向に突出する突起部であってもよいし、横方向に突出する突起部であってもよい。空気溜り部１１７は、傾斜面の上側と本体部１１１の側壁とで囲まれた空間であり得、傾斜面の上側から横方向に突出する壁と本体部１１１の側壁とが直角に交わって形成される空間でもよいし、傾斜面の上側と本体部１１１の側壁とが鋭角に交わって形成される空間でもよい。また、空気溜り部１１７は、傾斜面の上側から上方向に突出する壁と、当該壁から横方向に延伸する壁と、本体部１１１の側壁とに囲まれる凸形状であってもよい。また、傾斜面が複数設けられている場合には、空気溜り部１１７は、複数の傾斜面の上側に囲まれる凸形状であってもよいし、複数の傾斜面のそれぞれの上側から上方向に突出する壁と、その壁を接続する横方向に延伸する壁とにより囲まれる凸形状であってもよい。

空気溜り部１１７は、土手部１１６の内側に設けられた空間であることが好ましい。これにより、土手部１１６が空気溜り部１１７を兼ねることができるので、製造工程が容易であり、製造コストを低減することができる。また、土手部１１６が空気溜り部１１７を兼ねることにより、空気溜り部１１７と土手部１１６とを別々設ける場合よりも浄水カートリッジ１００を小型化できる。

空気溜り部１１７の容積は、メッシュ部材１１５の網目に生じた気泡を十分に収容することが可能な容積であればよく、水導入口１１２の開口面積、メッシュ部材１１５の目開き、浄水カートリッジ１００の容積等に応じて適宜決定することができる。空気溜り部１１７の容積は、例えば、浄水カートリッジ１の容積の１％以上、１０％以下であってもよい。

空気溜り部１１７の上部には穴が形成されていてもよく、これにより、空気溜り部１１７に集まった空気を外部に排出することができる。空気溜り部１１７に形成される穴は、濾材１１４が外部に流出しない程度の大きさであることが好ましく、また、濾材１１４の径よりも大きい穴が形成される場合には、穴を不織布等のメッシュ部材で覆うことが好ましい。

（濾材１１４）
濾材１１４は、本体部１１１内の水導入口１１２と排水口１１３との間に格納され、水導入口１１２から本体部１１１内に流入した水を浄化するものである。濾材１１４は、イオン交換樹脂１１９及び活性炭１２０を含み得るが、これに限定されず、他の公知の濾材に変更してもよいし、他の公知の濾材をさらに組み合わせて含んでもよい。

濾材１１４が活性炭１２０を含む場合、水中の残留塩素やカビ臭、およびトリハロメタンなどの有機化合物を好適に除去することができる。また、活性炭１２０は、人体やその他動物の体にほとんど害がないため、誤飲による悪影響を抑えることができる。

濾材１１４がイオン交換樹脂１１９を含む場合、カルシウム、マグネシウム、鉄、マンガン、セシウム、ヨウ素等のイオン化物質を好適に除去することができる。また、イオン交換樹脂１１９は吸水により膨張するため、水圧による濾材１１４の偏りが生じにくく、水が濾材１１４を十分に通過しないこと（いわゆるショートパス）による浄化不良を防ぐことができる。

本体部１１１に対する濾材１１４の充填量については特に限定されないが、本体部１１１内部の濾材１１４が充填されていない空間の高さや容積、水の流入速度や流入量、本体部１１１の形状、濾材１１４の種類や形状等に応じて適宜設定することができる。濾材１１４の充填量は、これらを考慮した上で、十分に水を浄化することが可能な量であればよい。例えば、本体部１１１の内部空間の高さに対し、濾材１１４の充填時の高さは１／２以上、９／１０以下であり、２／３以上であることがより好ましい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１００ 浄水カートリッジ
１０１ 循環型給水器
１０２ 貯水タンク
１０３ 給水部
１１２ 水導入口
１１３ 排水口
１１４ 濾材
１１５ メッシュ部材
１１６ 土手部
１１７ 空気溜り部

Claims (9)

1. 外部から水を内部に導入する水導入口と、
   浄化した水を外部に排出する排水口と、
   上記水導入口を覆うメッシュ部材と、
   上記水導入口の周囲を囲む土手部と、
   内部に空間を有する空気溜り部と、
   を備え、
   上記水導入口が設けられた面は、上記水導入口から導入された水の流路が鉛直方向になるように設置したとき、水平に対して傾斜する傾斜面であり、上記空気溜り部は、上記水導入口の外側であって、上記水導入口から導入された水の流路が鉛直方向になるように設置したとき、上記傾斜面の上側に位置するように設けられていることを特徴とする浄水カートリッジ。
2. 上記空気溜り部は、上記傾斜面よりも上記上側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の浄水カートリッジ。
3. 上記空気溜り部は、上記土手部の内側の少なくとも一部に設けられた空間であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
4. 上記傾斜面は、水平に対する傾きが５度以上、９０度未満であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の浄水カートリッジ。
5. 上記浄水カートリッジは、循環型給水器用自重濾過型浄水カートリッジであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の浄水カートリッジ。
6. 上記浄水カートリッジは、上記水導入口が設けられた面と、上記排水口が設けられた面とを有する本体部を備え、
   上記本体部は、上記水導入口が設けられた面から上記排水口が設けられた面に向かって広がるテーパー形状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の浄水カートリッジ。
7. 上記水導入口の開口面積は、上記排水口の開口面積より小さいことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の浄水カートリッジ。
8. 上記傾斜面は、上記水導入口から導入された水の流路が鉛直方向になるように設置したとき、水平な辺の長さが、水平に対して傾斜する辺の長さより長いことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の浄水カートリッジ。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の浄水カートリッジが設けられた循環型給水器を用いて水を浄化することを特徴とする浄水方法。

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