JPH06478A - 浄水装置の濾過器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 細菌や異臭のないきれいな水を安定して供給
する浄水装置、濾過器および濾過器の製造方法を提供す
ること。 【構成】 濾過器の製造方法は、多孔質中空糸を束ねて
なる中空糸膜３を収納した中空糸膜チャンバ２１の一端
であって、フィルタカートリッジ１本体に収納されてい
る粒状活性炭寄りに不織布製の袋に収納されている粉末
活性炭を配置し、中空糸膜チャンバ２１の他端側から外
部へ空気を吸い出して、粉末活性炭を中空糸膜３ｋ表面
に付着させる。また、多孔質中空糸を束ねてなる中空糸
膜を収納した第一チャンバの水のペーハー値を７．５以
上８．０以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、飲料水を濾過する浄水
装置、その浄水装置に使用される濾過器およびその濾過
器の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、無数の微孔を有する多孔質中空糸
を束ねてなる中空糸膜が、飲料水を濾過するための濾材
として広く使用されている。中空糸膜とは、中空糸壁面
の微孔を利用して水を濾過する一種のフィルタのことで
あって、使用時には水は中空糸外部から壁面を浸透して
中空糸内部へ流入し、その時水の中の塵が濾過され、中
空糸内に流入した水は中空糸端部の開口口より外部へ流
出する。中空糸膜は、微孔が０．０１〜０．１ミクロン
と小さいため、細菌をも濾過するという利点を持ってい
る。

【０００３】しかし、中空糸膜を長時間使用すると、中
空糸膜の表面に無数の細菌が付着し、それが増殖して硫
化水素等のガスを発生し、濾過水に異臭を生じる問題が
あった。例えば、硫酸塩還元菌は増殖するときに硫化水
素ガスを発生する。このことは、水道水の塩素を粒状活
性炭を用いて除去した水は、殺菌能力が劣化するため特
に問題となる。

【０００４】その問題を解決するために、従来より粉末
活性炭が使用されている。そして、粉末活性炭を水に対
して均等に配置するための製造方法が特開平１−１４３
６８５号公報において開示されている。すなわち、粒状
活性炭を入れたケースの一端から空気を吸引しながら他
端から粉末活性炭を注入することにより、粉末活性炭を
均等に配置する。次に、そのケースに中空糸膜が収納さ
れた別のケースを嵌合し、水を粒状活性炭側から流すこ
とにより、粉末活性炭が中空糸膜表面に付着させてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
濾過器および濾過器の製造方法においては、以下のよう
な問題があった。 （１）細菌は、中空糸膜の下流側すなわち濾過器の出口
側に多く付着し、異臭を発生するが、従来の濾過器の製
造方法では、粉末活性炭が中空糸膜の上流側に集中して
付着している。そのため、中空糸膜の下流側で発生する
異臭を吸収することができず、濾過水に異臭が発生し問
題となっていた。 （２）粉末活性炭をたくさん入れすぎると、初めに水を
通したときに、粉末活性炭がチャンバーの壁面に付着し
て膜を形成し流路を狭くする問題があった。

【０００６】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、細菌や異臭のないきれいな水を
安定して供給する浄水装置、濾過器および濾過器の製造
方法を供給することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の浄水装置の濾過器の製造方法は、多孔質中
空糸を束ねてなる中空糸膜を収納した第一チャンバと、
粒状活性炭を収納する第二チャンバとを有する浄水装置
の濾過器の製造方法であって、第一チャンバの一端であ
って第二チャンバ寄りに粉末活性炭を配置し、第一チャ
ンバの他端側から外部へ空気を吸い出して、粉末活性炭
を前記中空糸膜表面に付着させることを特徴とする。

【０００８】また、この目的を達成するために、本発明
の浄水装置の濾過器は、多孔質中空糸を束ねてなる中空
糸膜を収納した第一チャンバと、粒状活性炭を収納する
第二チャンバとを有する浄水装置の濾過器であって、第
一チャンバの一端であって第二チャンバ寄りに不織布に
包まれた粉末活性炭を配置している。

【０００９】また、この目的を達成するために、本発明
の浄水装置は、多孔質中空糸を束ねてなる中空糸膜を収
納した第一チャンバと、粒状活性炭を収納する第二チャ
ンバとを有する濾過器を使用する浄水装置であって、第
一チャンバ内の水のペーハー値を７．５以上８．０以下
とする。

【００１０】

【作用】上記の構成よりなる本発明の第二チャンバに収
納されている粒状活性炭は、水道水中の塩素成分を除去
する。また、第一チャンバに収納されている多孔質中空
糸を束ねてなる中空糸膜は、使用時に水が中空糸外部か
ら壁面の微孔を通過して中空糸内部へ流入する。そし
て、中空糸膜３の微孔は、０．０１〜０．１ミクロンと
小さいため、細菌、鉄さび、カビやニゴリをも濾過す
る。

【００１１】そして、濾過された細菌、特に硫酸還元菌
は中空糸膜の開口部３ａ付近で増殖し、硫化水素を発生
する。しかし、第一チャンバの一端であって第二チャン
バ寄りにある不織布に包まれている珊瑚の粉体により第
一チャンバ内の水のペーハー値が７．５以上８．０以下
に維持されているので、硫酸還元菌の増殖が押さえられ
ている。

【００１２】また、濾過器である第一チャンバの製造時
に、第一チャンバの一端であって第二チャンバ寄りに粉
末活性炭を配置し、第一チャンバの他端側から外部へ空
気を吸い出して、粉末活性炭を前記中空糸膜表面に付着
させている。従って、粉末活性炭が中空糸膜の開口部３
ａの周囲に配置されているので、細菌の増殖により発生
した硫化水素を粉末活性炭が吸収するため、水に異臭が
発生しない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例である浄
水装置、濾過器およびその製造方法について図面を参照
しながら説明する。図１に浄水装置２の全体構成を部分
断面図で示す。本体に対して着脱自在にフィルタカート
リッジ１が取り付けられている。フィルタカートリッジ
１の構造については後で詳細に説明するが、フィルタカ
ートリッジ１は、２本の中空糸膜チャンバ２１から構成
されている。また、中空糸膜チャンバ２１の上部に不織
布フィルタ４が配置されている。

【００１４】中空糸膜チャンバ２１の外壁とフィルタカ
ートリッジ１の本体内壁に挟まれた空間に粒状活性炭５
が配置されている。浄水装置２の左下部に水の入力ポー
ト２５が付設され、水道水の蛇口から入力ポート２５へ
水道管が配管されている。浄水装置２の右下部に流量計
６が付設されている。流量計の上部に電子表示部７が配
設されている。浄水装置２の上面の水の出力ポート２４
には、蛇腹チューブ８が取り付けられている。

【００１５】次に、上記構成を有する浄水装置２の作用
について説明する。入力ポート２５から入った水は、流
量計６を通過した後、フィルタカートリッジ１の下側で
２手に分岐され、粒状活性炭５および不織布フィルタ４
を通って、２つの中空糸膜チャンバ２１に流入する。２
つの中空糸膜チャンバ２１から流出する水は、フィルタ
カートリッジ１の下側で合流して、出口ポート２４を通
って蛇腹チューブ８から流出する。

【００１６】流量型６は、浄水装置２を流れる水道水の
流量を計量しており、フィルタカートリッジ１の使用限
界が近かずくと、交換を指示するための表示を行う。フ
ィルタカートリッジ１は、浄水装置２に対して容易に取
り外しおよび取り付け可能であり、交換表示により使用
者がフィルタカートリッジ１を交換することにより、常
にきれいな水を供給することができる。

【００１７】次に、フィルタカートリッジ１の構成につ
いて詳細に説明する。図２にフィルタカートリッジ１の
断面図を示す。フィルタカートリッジ１は、下ケース１
１と中ケース１２とが嵌合し、さらに中ケース１２と上
ケース１８とが嵌合して全体の外側ケースを構成してい
る。また、下ケースには、入水ポート９と出水ポート１
０とが形成されている。フィルタカートリッジ１は、中
板１９により左右２つのフィルタ部に分離されている。

【００１８】主要部分は左右対称であるので、右側の部
分を説明し、左側の部分の説明を省略する。中心部に中
空糸膜３を収納した中空糸膜チャンバ２１が配設されて
いる。ここで、中空糸膜３とは、中空糸壁面の微孔を利
用して水を濾過する一種のフィルタのことである。中空
糸膜の作用は、使用時に水は中空糸外部から壁面を浸透
して中空糸内部へ流入し、その時水の中の塵が濾過さ
れ、中空糸内に流入した水は中空糸端部の開口部３ａ
（図の下側）より外部へ流出する。中空糸膜３は、微孔
が０．０１〜０．１ミクロンと小さいため、活性炭では
取れない細菌、鉄さび、カビやニゴリをも濾過するとい
う利点を持っている。

【００１９】中空糸膜チャンバ２１の上部に不織布ブラ
ケット２２が付設され、不織布ブラケット２２の中に不
織布フイルタ４が収納されている。不織布フィルタ４
は、不織布で作られた袋の中に粉末活性炭と珊瑚の粉末
とを収納したものである。ここで、粉末活性炭は２００
メッシュを使用している。また、珊瑚の粉末は３０〜８
０メッシュを使用している。また、不織布は、１００メ
ッシュ以下の粒径の大きい粒子は通過させないものを使
用している。従って、不織布で作られた袋の中からは、
粉末活性炭は外へ出るが、珊瑚の粉体は外へ出ない。ま
た、不織布ブラケット２２に網状であり、不織布フィル
タ４の収納部と中空糸膜３の収納部とは連通している。

【００２０】中ケース１２の中空糸膜２１の中心に対抗
する位置に、出水ポート１０と連通する孔があり、中空
糸膜３の収納部と出水ポート１０とは連通している。そ
の孔の周囲にドーナツ状の下フィルタ１４が下フィルタ
押え１３により固定されている。中空糸膜チャンバ２１
の外壁と上ケース１８の内壁との間の中空円筒状の空間
であって、下フィルタ１４の上部には粒状活性炭Ａ１５
が収納されている。粒状活性炭Ａ１５としては、４２〜
８０メッシュの粒径の粒状活性炭を使用している。

【００２１】粒状活性炭Ａ１５の上部には、ミックス活
性炭１７が収納されている。ミックス活性炭１７は、４
２〜８０メッシュの粒径の粒状活性炭と３０〜８０メッ
シュの粒径の珊瑚の粉体とを混合したものである。ミッ
クス活性炭１７の上部には、粒状活性炭Ｂ２０が収納さ
れている。この粒状活性炭Ｂ２０としては、８〜３２メ
ッシュの比較的粒径の大きい粒状活性炭を使用してい
る。粒状活性炭Ｂ２０の内側であって、不織布ブラケツ
ト２２との間に３０メッシュのステンレスフィルタ１６
が取り付けられている。

【００２２】次に、上記構成を有するフィルタカートリ
ッジ１の作用について説明する。水の流れに沿って説明
する。入水ポート９から入った水道水は、すぐに左右に
分岐して、右側の中空糸膜チャンバ２１Ａと左側の中空
糸膜チャンバ２１Ｂへと向かう。２つの中空糸膜チャン
バ２１を使用しているのは、中空糸膜３の濾過能力が低
く、１つだけでは大量の水道水を流されたときに濾過し
きれないからである。分岐した水道水は、下フィルタ１
４を通過して粒状活性炭Ａ１５へと入る。ここで、下フ
ィルタ１４は、水道水中の塵を取り除くためのものであ
る。

【００２３】粒状活性炭Ａ１５は、水道水中の塩素成分
を吸収する。塩素は水道水中の細菌の９９％を殺菌して
おり、水道水の供給にとって、水道水に塩素を添加する
ことは不可欠であるが、飲料として使用するときは、塩
素が異臭を発生しおいしさを減じる。そこで、粒状活性
炭Ａ１５により水道水に含まれている塩素を吸収してい
るのである。次に、水はミックス活性炭１７を通過す
る。ミックス活性炭１７に混合されている珊瑚は、水に
ミネラル成分を添加する。

【００２４】次に、水は、粒状活性炭Ｂ２０を通過す
る。粒状活性炭Ｂ２０は、水の中に残留している塩素を
さらに吸収する。次に、ステンレスフィルタ１６を通っ
て、不織布フィルタ４を通過する。ステンレスフィルタ
１６は、粒状活性炭が中空糸膜収納部に流れることを防
止している。

【００２５】水は、不織布フィルタ４中の珊瑚の粉体に
より、ペーハー値で７．５以上８．０以下の弱アルカリ
性にされる。水を弱アルカリ性にするのは、中空糸膜の
壁面で増殖して硫化水素を発生する細菌が特にアルカリ
に弱く、弱アルカリ中では、増殖が少ないため、硫化水
素の発生が少なく異臭の発生が押さえられるからであ
る。

【００２６】すなわち、図４に水の中の細菌による硫化
水素の発生量をデータで示す。ここで、一般の雑菌はＡ
に示すように、ペーハー値が７〜９の間で硫化水素を多
く発生する。しかし、中空糸膜の壁面にあって増殖によ
り硫化水素を発生しているとされている硫酸還元菌は図
中Ｂで示すように、ペーハー値が７のときに最大の量の
硫化水素を発生し、ペーハー値が７．５以上になると急
激に硫化水素の発生量が減少する。

【００２７】従って、特に大量の細菌が発生し増殖して
硫化水素を発生する中空糸膜の開口部３ａ付近でのペー
ハー値を７．５以上の弱アルカリにすることが必要であ
る。従来から、粒状活性炭と混合した珊瑚の粉体によ
り、水が弱アルカリ性とされることはあったが、それで
は中空糸膜の開口部３ａまでの距離が長く中空糸膜の開
口部３ａ３ａ付近での水のアルカリ度が弱くなり中性に
近くなってしまっていた。

【００２８】本実施例では、中空糸膜３のすぐ近くに珊
瑚の粉体を配置しているので、珊瑚の粉体により水を弱
アルカリ性として、中空糸膜の開口部３ａ付近での水の
ペーハー値を７．５以上８．０以下に維持することがで
きる。ここで、厚生省による水道水の水質基準は、ペー
ハー値として、５．８以上８．６以下であることを規定
しているので、本実施例では安全を見込んでペーハー値
を８．０以下としている。

【００２９】また、ペーハー値が８．０以上の場合、発
生した硫化水素は分解してイオン化して浄化水中に溶け
てしまう問題がある。イオン化した硫化水素は粉末活性
炭では吸収することができない。そして、浄化水を使用
するときに、例えば、氷を入れたとき氷が７．３程度の
ペーハー値を有していると氷が浄化水に溶けることによ
り水のペーハー値が８．０以下となり、溶けていた硫化
水素が発生し、異臭を発生する。このことはまた、例え
ば、米を水で研いだときにペーハー値が８．０以下とな
る場合も同様である。

【００３０】次に、弱アルカリ性にされた水は、中空糸
膜３へ流れ込む。中空糸膜３の作用は、使用時に水は中
空糸外部から壁面の微孔を通過して中空糸内部へ流入す
る。ここで、中空糸膜３の微孔は、０．０１〜０．１ミ
クロンと小さいため、細菌、鉄さび、カビやニゴリをも
濾過する。そして、水の中の塵や細菌が濾過され、中空
糸内に流入した水は中空糸端部の開口部３ａ（図の下
側）より外部へ流出する。

【００３１】このとき、濾過された細菌は、中空糸膜３
の外壁付近にとどまるが、後から流れてくる水により徐
々に下流へ流されるため、図中下側にある中空糸膜３の
開口部３ａ付近に最も多くの細菌が集中する。そこで、
細菌は増殖し、増殖する時に硫化水素を発生する。しか
し、本実施例の浄水装置２では、中空糸膜３の開口部３
ａ付近での水のペーハー値を７．５以上８．０以下とし
ているので、図４に示すように、硫酸還元菌の増殖が押
さえられ、硫化水素の発生が少なく、水に付く異臭が少
ない。

【００３２】さらに、後で説明するように、中空糸膜３
の周囲、特に下流である開口部３ａ付近の中空糸膜３の
外壁に粉末活性炭が付着しているので、細菌の増殖によ
り硫化が発生しても、発生した硫化水素が粉末活性炭に
吸収されるため、水に付く異臭はほとんどなくなる。次
に、中空糸膜３の内部を通過して開口部３ａから流れ出
た水は、左側の中空糸膜チャンバ２１Ｂから出てくる水
と合流して出水ポートから外部に流れ出る。

【００３３】次に、中空糸膜３の周囲に粉末活性炭を配
置するための濾過器である中空糸膜チャンバ２１の製造
方法について説明する。図３に示すように、内部に中空
糸膜３が収納されている中空糸膜チャンバ２１の上部に
不織布ブラケット２２を取り付け、不織布ブラケット２
２の中、中に粉末活性炭と珊瑚の粉体の混合物が入って
いる不織布の袋を配置する。粉末活性炭と珊瑚の粉体と
を不織布の袋に入れて配置しているので、粉末等が飛び
散って装置の他の部分に入り込んで悪影響を与えること
がない。また、粉末等を作業者が吸い込むことがなく、
作業者の安全が確保される。

【００３４】そして、中空糸膜チャンバ２１の下部にあ
る流出孔２１ａより空気Ｆを吸引することにより、中空
糸膜３の収納部の大気圧を下げ、粉末活性炭が中空糸膜
３の周囲に配置するようにする。ここで、粉末活性炭は
２００メッシュを使用し、珊瑚の粉末は３０〜８０メッ
シュを使用している。一方、不織布は１００メッシュ以
下の粒径の大きい粒子は通過させないものを使用してい
るので、不織布で作られた袋の中からは、粉末活性炭は
外へ出るが、珊瑚の粉体は外へ出ない。従って、粉末活
性炭のみが吸引されて中空糸膜３の周囲に配置される。

【００３５】また、空気Ｆを強く吸引しすぎると、中空
糸膜３の微孔がつぶれてしまうので、弱い吸引力で吸引
することが必要である。中空糸膜チャンバ２１の外壁は
半透明であるので、粉末活性炭が中空糸膜３の開口部３
ａの周囲に配置したことを確認することができる。それ
により、粉末活性炭を中空糸膜３の開口部３ａ付近に配
置することができる。

【００３６】本発明は、上記実施例に限定されることな
く色々な応用が可能である。例えば、フィルタカートリ
ッジ１に組み込んだ状態で出水ポートより空気を吸引す
ることにより、中空糸膜３の開口部３ａ付近に粉末活性
炭を配置するようにしてもよい。また、粉末活性炭およ
び珊瑚の粉体を不織布の袋ではなくて、他のフィルタの
袋や箱の中に収納してもよい。また、本実施例では、水
を弱アルカリ性に維持するのに珊瑚の粉体を使用した
が、他の弱アルカリ性物質を混入してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の濾過器の製造方法によれば、多孔質中空糸を束ね
てなる中空糸膜を収納した第一チャンバの一端であっ
て、粒状活性炭を収納する第二チャンバ寄りに粉末活性
炭を配置し、第一チャンバの他端側から外部へ空気を吸
い出して、粉末活性炭を前記中空糸膜表面に付着させて
いるので、中空糸膜の周囲、特に下流である開口部付近
の中空糸膜の外壁に粉末活性炭が付着しているので、細
菌の増殖により硫化が発生しても、発生した硫化水素が
粉末活性炭に吸収されるため、水に付く異臭はほとんど
なくなる。

【００３８】また、本発明の浄水装置によれば、多孔質
中空糸を束ねてなる中空糸膜を収納した第一チャンバ内
の水のペーハー値を７．５以上８．０以下としているの
で、細菌、特に硫酸還元菌の増殖を減少させ硫化水素の
発生を減少させて水の異臭を減少できる。また、水の異
臭が減少するので、フィルタカートリッジの交換周期を
長くすることができ、全体としてコストダウンが実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である浄水装置の構成を示す
断面図である。

【図２】本発明の一実施例であるフィルタカートリッジ
の構成を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例である濾過器の製造方法を示
す説明図である。

【図４】細菌による硫化水素発生と水のペーハー値の関
係を示すデータ図である。

【符号の説明】

１ フィルタカートリッジ ２ 浄水装置 ３ 中空糸膜 ４ 不織布フィルタ ５ 粒状活性炭Ａ １７ ミックス活性炭 ２０ 粒状活性炭Ｂ ２１ 中空糸膜チャンバ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔質中空糸を束ねてなる中空糸膜を収
   納した第一チャンバと、粒状活性炭を収納する第二チャ
   ンバとを有する浄水装置の濾過器の製造方法において、 前記第一チャンバの一端であって第二チャンバ寄りに粉
   末活性炭を配置し、前記第一チャンバの他端側から外部
   へ空気を吸い出して、前記粉末活性炭を前記中空糸膜表
   面に付着させることを特徴とする浄水装置の濾過器の製
   造方法。
2. 【請求項２】 多孔質中空糸を束ねてなる中空糸膜を収
   納した第一チャンバと、粒状活性炭を収納する第二チャ
   ンバとを有する浄水装置の濾過器において、 前記第一チャンバの一端であって第二チャンバ寄りに不
   織布に包まれた粉末活性炭を配置していることを特徴と
   する浄水装置の濾過器。
3. 【請求項３】 多孔質中空糸を束ねてなる中空糸膜を収
   納した第一チャンバと、粒状活性炭を収納する第二チャ
   ンバとを有する濾過器を使用する浄水装置において、 前記第一チャンバ内の水のペーハー値を７．５以上８．
   ０以下とすることを特徴とする浄水装置。