JPH06343951A - 浄水器およびエレメントに用いる活性炭素繊維の孔径決定方法 - Google Patents

浄水器およびエレメントに用いる活性炭素繊維の孔径決定方法

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JPH06343951A
JPH06343951A JP5136185A JP13618593A JPH06343951A JP H06343951 A JPH06343951 A JP H06343951A JP 5136185 A JP5136185 A JP 5136185A JP 13618593 A JP13618593 A JP 13618593A JP H06343951 A JPH06343951 A JP H06343951A
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久人 原賀
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伸之 芦江
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綾子 平野
Takayuki Otani
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 かび臭およびトリハロメタン類を効果的に取
り除くことができるエレメントに用いる活性炭素繊維の
孔径決定方法を提示すること。 【構成】 エレメントに用いる活性炭素繊維の、水蒸気
吸着法により測定した細孔分布の中心細孔直径を除去対
象物の分子径の約3倍としたことを特徴とする。エレメ
ントの設計が容易になるとともに、従来の試作及び試験
を省略することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は活性炭を内蔵した浄水器
およびエレメントの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】水道水が不味い、お茶の味が悪いという
不満を解消するべく、活性炭をエレメントとした浄水器
が業務用および家庭用とし提案され、使用されている。
活性炭は吸着能が大きいことから、水に含まれる化学物
質や不純物を除去する作用をなす。例えば実開昭61−
187292号で高温水蒸気殺菌浄水器が提案されてい
る。この浄水器は、本体2に活性炭を充填し下から上に
水道水を通過せしめて、浄化を図る。
【0003】一般に、活性炭は木材、木屑、椰子ガラ、
石炭を炭化、賦活して粉又は粒にしたものであり、これ
ら粉又は粒の表面及び内部に発生した夥しい微細な細孔
が吸着作用をなす。椰子ガラ等を原料とした従来の活性
炭は細孔径分布がミクロ孔からマクロ孔まで広範囲に及
んでいるため、いろいろな物質を吸着することができ便
利である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば水道水
から取り除きたい物質は、塩素、トリハロメタン類、か
び臭が主体となる。これら物質の分子はそれぞれ固有の
サイズを有し、そのため上記従来の活性炭では広範囲に
分布する細孔の一部分しか活用されず、効率が悪い。
【0005】また、近年、0.01〜0.1μmの孔径
の中空糸膜が好んで採用されている。細菌や赤錆が除去
できるからである。しかし、中空糸膜の孔径よりも微細
な粒子であるかび臭、トリハロメタン類等の分子は捕獲
できない。そこで、活性炭と中空糸膜とを組合せた構造
とせざるを得ず、構造が複雑となる。
【0006】そこで本発明の目的は、塩素、かび臭およ
びトリハロメタン類を効果的に取り除くことができる浄
水器およびそのためのエレメントに用いられる活性炭素
繊維の孔径決定方法を提示することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明は、活性炭素繊維が直径4nm以下のミクロ孔で
単一の極大を持つ細孔径分布を有することを利用して、
浄水器のエレメントを一定の細孔径に揃えられた活性炭
素繊維と、これとは異なる細孔径に揃えられた活性炭素
繊維としたことを特徴とする。
【0008】好しくは、エレメントは一定の細孔径に揃
えられた活性炭素繊維と、これとは異なる細孔径に揃え
られた活性炭素繊維とを交互に積層し、同心円状、渦巻
状又はドーナツ円盤状に積層された円筒形状である。
【0009】
【作用】エレメントに用いる活性炭素繊維の、水蒸気吸
着法により測定した細孔分布の中心細孔直径を除去対象
物の分子径の約3倍とすることで、除去対象物を効率よ
く吸着できる。従って、除去対象物が3種あれば、3種
の孔径の活性炭素繊維を積層すれば、全ての対象物を除
去可能である。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。図1は本発明に係る浄水器の断面図であり、
浄水器1は容器2の下部に活性炭カートリッジ10を下
蓋3とともに取付け、また容器2の上部に流路切換弁
4、ギヤセット5、弁駆動モータ6及び制御部品7を収
納し、上蓋8を被せてなる。
【0011】上記活性炭カートリッジ10は外周にフィ
ルタ11、内周に円筒形多孔ヒータ12を配置し、上板
13、下板14で空間を形成し、この空間にエレメント
16を収納してなる。なお、多孔ヒータ12はヒータマ
ウントベース17で支持され、下蓋3の端子に接続して
いる。18はサーミスタ等の測温手段であり、19,1
9は測温手段及び端子への水の侵入を防ぐパッキンであ
る。
【0012】図2(a)〜(c)は本発明のエレメント
の斜視図であり、エレメント16は活性炭素繊維製であ
ることを特徴とする。活性炭素繊維は、例えばセルロー
ス繊維、特殊フェノール繊維、ピッチ繊維、アクリル繊
維を800〜1200℃の賦活ガス雰囲気中で賦活処理
することで直径1〜4nm程度のミクロ孔が賦与された
ものである。このミクロ孔で高い吸着能を発揮すること
ができる。椰子がらを原料とした従来の活性炭は細孔径
分布が広範囲に及んでいるため、特定の物質のみを吸着
することはできない。この点、活性炭素繊維は単一の極
大を持つ細孔径分布を有し、賦活の程度により細孔径を
制御することができる。
【0013】次にエレメントに用いる活性炭素繊維の孔
径の決定方法を説明する。図3は分子径が0.9nmで
ある2−MIB(ジメチルイソボルネオール。かび臭原
因物質の1つ)試薬を添加して濃度が100pptとな
るように調整した水道水を3リットル/分で、活性炭素
繊維40gを100mm径×50mm高の円柱状に形成
してなるエレメントに通水した際の、エレメントに用い
る活性炭素繊維の中心細孔直径と除去率の関係を示す図
であり、比較例1は水蒸気吸着法により測定した活性炭
素繊維の中心細孔直径が1.65nm、比較例2は同細
孔直径が2.06nm、実施例は同細孔直径が2.73
nmであり、通水試験を実施したところ、比較例1,2
ともに除去率が急速に悪化し、一方実施例はほとんど悪
化せずに高レベルの除去率が保たれることが分った。
【0014】従って、分子径が0.9nmの2−MIB
を除去するには中心細孔直径が約3倍の2.7nmの活
性炭素繊維からなるエレメントが好適であると言える。
又、分子径が0.5nmのクロロホルム(トリハロメタ
ン類の1つ)の場合は中心細孔直径が1.5nmの活性
炭素繊維からなるエレメントが適していることも確認し
ている。
【0015】このことから図2において、中心細孔直径
が2.7nmの活性炭素繊維と1.5nmの活性炭素繊
維を積層しつつ、渦巻状円筒(図2(a))、同心円状
円筒(図2(b))またはドーナツ円盤積層円筒(図2
(c))をエレメントとして用いることにより、2−M
IBとクロロホルムとを効率的に吸着、除去することが
できる。
【0016】次に本発明の浄水器の作用を説明する。な
お、浄水器1は浄水モード、逆洗モード及び再生モード
の操作が可能である。図4は本発明の浄水器の浄水モー
ド説明図(上の図は弁体4Aを主体とした平面説明図。
図5、図6も同様。)であり、矢印→→→の如
く流された水はフィルタ11で比較的大きな異物が除か
れ、活性炭素繊維製エレメント16で塩素、トリハロメ
タン類およびかび臭が除かれる。この後、矢印→→
→のルートで排出される。
【0017】図5は本発明の浄水器の逆洗モード説明図
であり、モータ6にて弁体4Aを180°回転させるこ
とにより、矢印の流れは矢印→→→の如く流
れ、フィルタ11やエレメント16に掛っていた異物が
剥離される。その異物は矢印→→のルートで捨水
口20から排出される。
【0018】図6は本発明の浄水器の再生モード説明図
であり、切換弁の弁体4Aの向きは図5と同じである。
給水系統Aおよび排水系統Bを閉止し、捨水系統Cのみ
を開放し、多孔ヒータ12に通電する。すると、ヒータ
12廻りの残留水が沸騰し、蒸発する。蒸気は矢印→
→→のルートで排出される。蒸発が完了すると、
活性炭素繊維製エレメント16は100℃を越えて加熱
される。例えば120℃で測温手段18にて再生を中止
する。上記煮沸加熱及び乾燥加熱によって、活性炭素繊
維製エレメント16中のトリハロメタン類およびかび臭
は離脱し、活性炭素繊維は再生さる。又、活性炭素繊維
の、残留塩素除去に供する官能基が再活性化される。
【0019】
【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、浄水器のエ
レメントを一定の細孔径に揃えられた活性炭素繊維と、
これとは異なる細孔径に揃えられたの活性炭素繊維とし
たので、異なった物質を1個の浄水器で効果的に吸着で
き、浄水器の小型化を図れる。
【0020】また、エレメントを一定の細孔径に揃えら
れた活性炭素繊維と、これとは異なる細孔径に揃えられ
た活性炭素繊維とを交互に積層し、同心円状、渦巻状ま
たはドーナツ円盤状に積層された円筒形状にすること
で、エレメントの製造を簡単にし、且つ取扱を容易にす
る。
【0021】更に、エレメント用いる活性炭素繊維の、
水蒸気吸着法により測定した細孔分布の中心細孔直径を
除去対象物の分子径の約3倍とすることで、エレメント
の設計が容易になるとともに、従来の試作及び試験を省
略することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る浄水器の断面図
【図2】本発明のエレメントの斜視図
【図3】エレメントに用いる活性炭素繊維の中心細孔直
径と除去率の関係を示す図
【図4】本発明の浄水器の浄水モード説明図
【図5】本発明の浄水器の逆洗モード説明図
【図6】本発明の浄水器の再生モード説明図
【符号の説明】
1…浄水器、2…容器、4…流路切換弁、4A…弁体、
10…活性炭カートリッジ、11…フィルタ、12…多
孔ヒータ、16…エレメント、18…測温手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 綾子 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 大谷 孝幸 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性炭カートリッジを内蔵した浄水器で
    あって、前記活性炭カートリッジは一定の細孔径に揃え
    られた活性炭素繊維と、これとは異なる細孔径に揃えら
    れた活性炭素繊維とをエレメントとしたことを特徴とす
    る浄水器。
  2. 【請求項2】 前記エレメントは、一定の細孔径に揃え
    られた活性炭素繊維と、これとは異なる細孔径に揃えら
    れた活性炭素繊維とを交互に積層し、同心円状、渦巻状
    又はドーナツ円盤状に積層された円筒形状であることを
    特徴とした請求項1記載の浄水器。
  3. 【請求項3】 活性炭素繊維をエレメントとした浄水器
    において、前記エレメントに用いる活性炭素繊維の、水
    蒸気吸着法により測定した細孔分布の中心細孔直径を除
    去対象物の分子径の約3倍としたことを特徴とするエレ
    メントに用いる活性炭素繊維の孔径決定方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000342918A (ja) * 1999-06-03 2000-12-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd 濾過フィルタおよび浄水器
JP2019018179A (ja) * 2017-07-20 2019-02-07 株式会社ウェルシィ かび臭物質の除去方法およびかび臭物質を除去可能な水処理装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000342918A (ja) * 1999-06-03 2000-12-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd 濾過フィルタおよび浄水器
JP2019018179A (ja) * 2017-07-20 2019-02-07 株式会社ウェルシィ かび臭物質の除去方法およびかび臭物質を除去可能な水処理装置

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