JPWO2011145646A1 - 自重濾過型浄水器 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2010年5月18日に、日本に出願された特願2010−114336号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
[1]容器本体と、前記容器本体に着脱自在に取り付けられ、前記容器本体内の少なくとも一部を上下方向に複数段に仕切る複数の仕切部と、前記仕切部の各々に取り付けられ、該仕切部上の水を浄化して該仕切部下に供給する浄水カートリッジと、を備え、最上段に供給した原水をその自重を利用して浄化する自重濾過型浄水器。
[2]前記仕切部が空気排出溝を有する、前記[1]に記載の自重濾過型浄水器。
[3]前記仕切部に開口部が形成され、該開口部に前記浄水カートリッジが着脱自在に取り付けられている、前記[1]または[2]に記載の自重濾過型浄水器。
[4]前記仕切部が内容器である、前記[1]〜[3]のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
[5]前記浄水カートリッジのうち少なくとも一つが、濾材としてイオン交換体を備えている、前記[1]〜[4]のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。[6]前記浄水カートリッジのうち少なくとも一つが、濾材として中空糸膜モジュールを備えている、前記[1]〜[5]のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
[7]前記浄水カートリッジのうち少なくとも一つが、濾材として活性炭を備えている、前記[1]〜[6]のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
[8]前記浄水カートリッジすべての前記仕切部との篏合部の形状において互換性がある、前記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
[9]前記浄水カートリッジの少なくとも一つの前記仕切部との篏合部の形状において他と互換性がない、前記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
[10]前記イオン交換体がNa型イオン交換体またはK型イオン交換体である前記[5]〜[9]のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
以下、本発明の自重濾過型浄水器の実施形態の一例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の自重濾過型浄水器の実施形態の一例である、ピッチャー型の自重濾過型浄水器10(以下、「浄水器10」という。)の斜視図である。また、図2は、浄水器10の縦断面図である。
浄水器10は、図1および図2に示すように、容器本体11と、容器本体11に着脱自在に取り付けられ、容器本体11内を上下方向に3段に仕切る2つの仕切部12、13と、仕切部12、13にそれぞれ取り付けられた2つの浄水カートリッジ14、15と、容器上部を密閉する蓋体16と、を備えている。仕切部12は、容器本体11内の一部を上下方向に仕切るように着脱自在に取り付けられている。仕切部13は、容器本体11内の仕切部12上の部分をさらに上下方向に仕切るように、仕切部12上に着脱自在に取り付けられている。これにより、容器本体11内は、仕切部12、13によって、原水貯留部11a、第1浄水貯留部11bおよび第2浄水貯留部11cの3段に仕切られている。
容器本体11の一方の側壁外側には、持ち手11dが形成されている。また、容器本体11における持ち手11dの反対側には、第2浄水貯留部11cと連通する注ぎ口11eが形成されており、第2浄水貯留部11cに貯留されている浄水を注ぎ口11eからカップなどに注ぐことができるようになっている。
また、仕切部12には、容器本体11の注ぎ口11eに対応する位置に、その注ぎ口11eを閉塞する蓋片12bがヒンジ結合されている。
仕切部12の開口部12cに浄水カートリッジ14を着脱自在に取り付ける形態は、特に限定されない。この例では、仕切部12に、開口部12cの下縁部から下向きに延びる筒状の開口段部12dが形成され、その開口段部12dの内面に螺旋状のネジ部が設けられ、浄水カートリッジ14を螺合できるようになっている。他の形態としては、例えば、浄水カートリッジ14の胴部に、外側に張り出したフランジ部を設け、該フランジ部が開口部12cの上縁部で係止されることで浄水カートリッジ14が取り付けられる形態などが挙げられる。これらの浄水カートリッジ14の取り付けには、浄水カートリッジ14または開口段部12dのいずれかにOリング、ガスケットなどを嵌着する溝部を設けて、Oリング、ガスケットなどで浄水カートリッジ14を密嵌させるシール構造を採用してもよい。
浄水カートリッジ14の形態は、仕切部12に取り付けて仕切部12上の第1浄水貯留部11bの第1浄水を浄化し、その浄化した浄水(以下、「第2浄水」という。)を仕切部12下の第2浄水貯留部11cに流出させることができる形態であればよい。この例の浄水カートリッジ14は、略円柱状のケース体14aを有し、その内部に濾材が備えられており、ケース体14aの上部に第1浄水が流入する流入口14b、下部に第2浄水が流出する流出口14cが形成されている。浄水カートリッジ14の流入口14bには、水中のゴミなどを取り除く網体が取り付けられている。
浄水カートリッジ14は、第1浄水が流入する流入口14bが仕切部12の上側、すなわち第1浄水貯留部11b内に位置し、第2浄水が流出する流出口14cが仕切部12の下側、すなわち第2浄水貯留部11c内に位置するように、仕切部12に取り付けられる。
活性炭31により、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が吸着されて取り除かれる。また、中空糸膜モジュール32により、微生物および細菌を含む0.1μm以上の粒状体が濾過されることで除去される。
具体的には、植物質(木材、セルロース、のこくず、木炭、椰子殻炭、素灰など。)、石炭質(泥炭、亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭、タールなど。)、石油質(石油残渣、硫酸スラッジ、オイルカーボンなど。)、パルプ廃液、合成樹脂などを炭化し、必要に応じてガス賦活(水蒸気、二酸化炭素、空気など。)、薬品賦活(塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、リン酸、硫酸、カセイソーダ、水酸化カリウムなど。)したものなどが挙げられる。
繊維状活性炭としては、ポリアクリロニトリル(PAN)、セルロース、フェノール、石油系ピッチを原料にしたプレカーサを炭化し、賦活したものなどが挙げられる。
活性炭には、銀が付着および/または混合されていることが好ましい。これにより、活性炭における細菌や微生物の繁殖を抑制しやすい。
浄水器10における浄水カートリッジ14、15の通水速度は中空糸膜32aの通水速度に依存するので、中空糸膜32aの形態はそれを考慮して水の自重により充分な通水速度が得られるように適宜選定すればよい。
中空糸膜32aの外径は20〜2000μmが好ましく、孔径は0.01〜1μmが好ましく、空孔率は20〜90%が好ましく、膜厚は5〜300μmが好ましい。
仕切部13に浄水カートリッジ15を着脱自在に取り付ける形態は、特に限定されない。この例では、仕切部12に浄水カートリッジ14を取り付ける形態と同様に、仕切部13に、開口部13bの下縁部から下向きに延びる筒状の開口段部13cが形成され、その開口段部13cの内面に螺旋状のネジ部が設けられ、浄水カートリッジ15を螺合できるようになっている。また、浄水カートリッジ15の胴部に、外側に張り出したフランジ部を設け、該フランジ部が開口部13bの上縁部で係止させることで浄水カートリッジ15が取り付けられるようにしてもよい。これらの浄水カートリッジ15の取り付けには、浄水カートリッジ15または開口段部13cのいずれかにOリング、ガスケットなどを嵌着する溝部を設けて、Oリング、ガスケットなどで浄水カートリッジ15を密嵌させるシール構造を採用してもよい。
浄水カートリッジ15の形態は、仕切部13に取り付けて仕切部13上の原水を浄化し、第1浄水を仕切部13下の第1浄水貯留部11bに流出させることができる形態であればよい。この例の浄水カートリッジ15は、略円柱状のケース体15aを有し、その内部に濾材が備えられており、ケース体15aの上部に原水が流入する流入口15b、下部に第1浄水が流出する流出口15cが形成されている。浄水カートリッジ15の流入口15bには、水中のゴミなどを取り除く網体が取り付けられている。
浄水カートリッジ15は、原水が流入する流入口15bが仕切部13の上側、すなわち原水貯留部11a内に位置し、第1浄水が流出する流出口15cが仕切部13の下側、すなわち第1浄水貯留部11b内に位置するように、仕切部13に取り付けられる。
イオン交換体33としては、浄水カートリッジの濾材として通常用いられるものが使用でき、例えば、アルミノケイ酸塩系無機イオン交換体、陽イオン交換体、陰イオン交換体などが挙げられる。
アルミノケイ酸塩系無機イオン交換体としては、例えば、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13X、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。
さらに、イオン交換体は、Na型イオン交換体、またはK型イオン交換体が好ましい。家庭にある食塩や健康食品などの食品添加物を用いて、容易かつ低コストで再生することができる。
イオン交換体33は、例えば、浄水カートリッジ15内に配した不織布からなる2枚のフィルター15d間に充填することにより収容できる。
浄水器10の蓋体16を取り、浄水器10の最上段である仕切部13内、すなわち容器本体11内の原水貯留部11aに原水を供給する。原水貯留部11aに供給された原水は、自重により流入口15bから浄水カートリッジ15内に流入し、イオン交換体33によって水中の重金属イオンなどのイオンが取り除かれることで浄化される。浄化された第1浄水は、流出口15cから流出し、第1浄水貯留部11b内に貯留される。また、第1浄水貯留部11b内に貯留されている第1浄水は、自重により流入口14bから浄水カートリッジ14内に流入し、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が活性炭31に吸着されて取り除かれ、さらに中空糸膜モジュール32によって微生物および細菌を含む0.1μm以上の粒状体が濾過されて取り除かれて浄化される。浄化された第2浄水は、流出口14cから流出し、第2浄水貯留部11c内に貯留される。
第2浄水貯留部11c内に貯留されている浄水(第2浄水)は、注ぎ口11eからカップなどに注ぐことができる。
これに対し、前述した浄水器10では、イオン交換体33を備える浄水カートリッジ15と、活性炭31および中空糸膜モジュール32を備える浄水カートリッジ14とを有するため、それらの濾材の浄化性能の低下に応じて別々に濾材の再生処理が行える。また、例えば、イオン交換体33と活性炭31の両方の浄化性能が低下した場合には、浄水カートリッジ14、15に対して再生処理を並行して行うこともでき、濾材の再生を簡便に効率良く行うことができる。
次に、本発明の自重濾過型浄水器の他の実施形態である自重濾過型浄水器20(以下、「浄水器20」という。)について図3に基づいて説明する。
浄水器20は、図3に示すように、容器本体21と、容器本体21に着脱自在に取り付けられ、容器本体21内の一部を上下方向に4段に仕切る3つの仕切部22、23、24と、仕切部22、23、24にそれぞれ取り付けられた3つの浄水カートリッジ25、26、27と、容器上部を密閉する蓋体28と、を備えている。仕切部22は、容器本体21内を上下方向に仕切るように着脱自在に取り付けられている。仕切部23は、容器本体21内の仕切部22上の部分をさらに上下方向に仕切るように、仕切部22上に着脱自在に取り付けられている。仕切部24は、容器本体21内の仕切部23上の部分をさらに上下方向に仕切るように、仕切部23上に着脱自在に取り付けられている。これにより、浄水器20における容器本体21内は、仕切部22、23、24によって、原水貯留部21a、第1浄水貯留部21b、第2浄水貯留部21cおよび第3浄水貯留部21dに仕切られている。
容器本体21の一方の側壁外面には、持ち手21eが形成されている。また、容器本体21における持ち手21eの反対側には、第3浄水貯留部21dと連通する注ぎ口21fが形成されており、第3浄水貯留部21dに貯留されている浄水を注ぎ口21fからカップなどに注ぐことができるようになっている。
仕切部23は、その段部23aを仕切部22の開口の上端縁に載置することで、仕切部22と共に容器本体21に着脱自在に取り付けられるようになっている。仕切部24は、その段部24aを仕切部23の開口の上端縁に載置することで、仕切部22、23と共に容器本体21に着脱自在に取り付けられるようになっている。
容器本体21に仕切部22、23、24を取り付けることにより、容器本体21内が上下方向に4段に仕切られ、容器本体21と仕切部22で挟まれた第3浄水貯留部21d、仕切部22と仕切部23に挟まれた第2浄水貯留部21c、仕切部22と仕切部23に挟まれた第1浄水貯留部21b、および仕切部23上の原水貯留部21aが形成される。
また、仕切部22には、容器本体21の注ぎ口21fに対応する位置に、その注ぎ口21fを閉塞する蓋片22bがヒンジ結合されている。
浄水カートリッジ25は、略円柱状のケース体25aを有し、その内部に中空糸膜モジュール41が備えられており、ケース体25aの上部に第2浄水が流入する流入口25b、下部に第2浄水がさらに浄化された浄水(以下、「第3浄水」という。)が流出する流出口25cが形成されている。浄水カートリッジ25の流入口25bには、水中のゴミなどを取り除く網体が取り付けられている。
中空糸膜モジュール41は、浄水カートリッジ25の底部の不織布からなるフィルター25d上に中空糸膜41aがポッティング材41bで固定されて備えられている。
中空糸膜41aとしては、前述した中空糸膜モジュール32の中空糸膜32aで挙げたものと同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
ポッティング材41bとしては、前述した中空糸膜モジュール32のポッティング材32bで挙げたものと同じものが挙げられる。
浄水カートリッジ26は、略円柱状のケース体26aを有し、その内部に活性炭42が備えられており、ケース体26aの上部に第1浄水が流入する流入口26b、下部に第2浄水が流出する流出口26cが形成されている。浄水カートリッジ26の流入口26bには、水中のゴミなどを取り除く網体が取り付けられている。活性炭42は、不織布からなる2枚のフィルター26dの間に充填されることで収容されている。
活性炭42としては、前述した活性炭31で挙げたものと同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
浄水カートリッジ27は、略円柱状のケース体27aを有し、その内部にイオン交換体43が備えられており、ケース体27aの上部に原水が流入する流入口27b、下部に第1浄水が流出する流出口27cが形成されている。浄水カートリッジ27の流入口27bには、水中のゴミなどを取り除く網体が取り付けられている。
イオン交換体43は、浄水カートリッジ27内に配した不織布からなる2枚のフィルター27d間に充填することにより収容されている。
イオン交換体43は、前述したイオン交換体33と同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
蓋体28は、浄水器10における蓋体16と同じものが使用でき、好ましい態様も同じである。
浄水カートリッジすべての嵌合部の形状において互換性がある場合は、カートリッジの順番を自由に変えることができる。さらに浄水カートリッジすべての嵌合部が同一であることが好ましい。
浄水カートリッジの少なくとも一つの嵌合部の形状において他と互換性がない場合は、互換性があるものと互換性がないものとの置き間違いを防止することができ、互換性があるものの間で順番を自由に変えることができる。浄水カートリッジの少なくとも一つの嵌合部の形状において他と互換性がないようにするための方法としては、浄水カートリッジの少なくとも一つの嵌合部の直径を変えることなどが挙げられるが、これに限られない。さらに浄水カートリッジの少なくとも一つの嵌合部が他と異なることが好ましい。
浄水カートリッジすべての嵌合部の形状において他と互換性がない場合は、カートリッジの置き間違いを一切防止することができる。浄水カートリッジすべての嵌合部の形状において他と互換性がないようにするための方法としては、浄水カートリッジすべての嵌合部の直径を変えることなどが挙げられるが、これに限られない。さらに浄水カートリッジすべての嵌合部が異なることが好ましい。
浄水器20の蓋体28を取り、浄水器20の最上段である仕切部24内、すなわち容器本体21内の原水貯留部21aに原水を供給する。原水貯留部21aに供給された原水は、自重により流入口27bから浄水カートリッジ27内に流入し、イオン交換体43によって水中の重金属イオンなどのイオンが取り除かれることで浄化される。浄化された第1浄水は、流出口27cから流出し、第1浄水貯留部21b内に貯留される。また、第1浄水貯留部21b内に貯留されている第1浄水は、自重により流入口26bから浄水カートリッジ26内に流入し、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が活性炭42に吸着されて取り除かれて浄化される。浄化された第2浄水は、流出口26cから流出し、第2浄水貯留部21c内に貯留される。第2浄水貯留部21c内に貯留されている第2浄水は、自重によりさらに流入口25bから浄水カートリッジ25内に流入し、中空糸膜モジュール41によって微生物および細菌を含む0.1μm以上の粒状体が濾過されて取り除かれることで浄化される。浄化された第3浄水は、流出口25cから流出し、第3浄水貯留部21d内に貯留される。
第3浄水貯留部21d内に貯留されている浄水(第3浄水)は、注ぎ口21fからカップなどに注ぐことができる。
例えば、容器本体から仕切部ごと浄水カートリッジを取り外してそのまま濾材の再生処理が行える場合には、浄水カートリッジは必ずしも仕切部に着脱自在に取り付けられていなくてもよく、仕切部から取り外せないようになっていてもよい。
ただし、濾材としてイオン交換体、活性炭および中空糸膜モジュールのいずれか2つ以上を併用する場合、中空糸膜モジュールを備えた浄水カートリッジはイオン交換体、活性炭を備えた浄水カートリッジよりも下段に配置されることが好ましい。これにより、イオン交換体や活性炭中で細菌などが繁殖しても中空糸膜モジュールにより除くことができるため、得られる浄水中に細菌などが繁殖することを抑制しやすい。特にイオン交換体、活性炭、中空糸膜モジュールをそれぞれ備えた複数の浄水カートリッジを用いる場合、それらの濾材は、上段からイオン交換体、活性炭、中空糸膜モジュールの順に配置されることが好ましい。
さらに、仕切部は、空気排出溝50を備えることが好ましい。空気排出溝50がなくても、仕切り部12aと13aの間の隙間から空気が抜けるが、空気排出溝50を備えることにより、さらに空気が抜けやすくなり、濾過速度が向上する。空気排出溝50の形状は特に限定されないが、長手方向に垂直な断面の形状が半円状であることが好ましく、その断面積は0.27〜1.8mm2であることが好ましい。
また、本発明の浄水器は、前述したピッチャー型の浄水器には限定されず、ウォーターサーバー(桶装水)機能を持つ据え置き型の自重濾過型浄水器であってもよい。
Claims (10)
- 容器本体と、
前記容器本体に着脱自在に取り付けられ、前記容器本体内の少なくとも一部を上下方向に複数段に仕切る複数の仕切部と、
前記仕切部の各々に取り付けられ、該仕切部上の水を浄化して該仕切部下に供給する浄水カートリッジと、を備え、
最上段に供給した原水をその自重を利用して浄化する自重濾過型浄水器。 - 前記仕切部が空気排出溝を有する、請求項1に記載の自重濾過型浄水器。
- 前記仕切部に開口部が形成され、該開口部に前記浄水カートリッジが着脱自在に取り付けられている、請求項1または2に記載の自重濾過型浄水器。
- 前記仕切部が内容器である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
- 前記浄水カートリッジのうち少なくとも一つが、濾材としてイオン交換体を備えている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
- 前記浄水カートリッジのうち少なくとも一つが、濾材として中空糸膜モジュールを備えている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
- 前記浄水カートリッジのうち少なくとも一つが、濾材として活性炭を備えている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
- 前記浄水カートリッジすべての前記仕切部との篏合部の形状において互換性がある、請求項1〜7のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
- 前記浄水カートリッジの少なくとも一つの前記仕切部との篏合部の形状において他と互換性がない、請求項1〜7のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
- 前記イオン交換体がNa型イオン交換体またはK型イオン交換体である請求項5〜9のいずれか一項に記載の自重濾過型浄水器。
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