TW201440870A - 淨水器用濾芯及淨水器 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於，提供一種將濾材收納至由有底圓筒容器及蓋所構成之外殼內而成之淨水器用濾芯，而該淨水器用濾芯即使藉由旋轉溶接而將有底圓筒容器及蓋加以結合，仍不會損傷液密性之密封性能。本發明之淨水器用濾芯，其特徵在於：具有由有底筒狀容器及蓋所構成之外殼、及收納於上述外殼內之濾材部，上述濾材部之一端係液密性地卡合於上述蓋，上述濾材部之另一端係收納於上述有底筒狀容器內，且上述濾材部之一端的卡合中之繞著上述濾材部軸向旋轉之旋轉開始扭力，係大於上述濾材部之另一端與上述有底筒狀容器之間之繞著上述濾材部軸向旋轉之旋轉開始扭力。

Description

淨水器用濾芯及淨水器

本發明係關於一種供一般家庭等之自來水進行淨化之淨水器用濾芯。

於一般家庭使用之淨水器用之濾芯中，通常於一端具有開口之有底筒狀容器中自其開口側收納濾材部之後，再結合一蓋將開口封閉而製作。並且，作為代表性之結合方式，主要使用螺紋鎖緊、超音波溶接及旋轉溶接。

例如，於專利文獻1之濾芯(過濾部本體200)中，可推斷其係以超音波溶接方式將有底筒狀容器及蓋結合而成。於此濾芯中，收納於內部之濾材部之蓋側，係經由O型密封環被蓋液密性地密封。並且，濾材部之有底筒狀容器底部側，係載置支持於有底筒狀容器內壁構造。於此濾芯中，為了使有底筒狀容器與蓋之結合更牢固，於想要利用旋轉溶接進行結合之情況下，由於其未成為明確規定濾材部之兩端是由哪一方隨此旋轉而進行旋轉之設計，因而有蓋側之液密密封面暴露在隨旋轉溶接之旋轉之狀態下，造成可能產生損傷此液密密封面之問題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特表2008-532744號公報

本發明係鑑於如上述之問題，其目的在於提供一種將濾材收納至由有底圓筒容器及蓋所構成之外殼內而成之淨水器用濾芯，而該淨水器用濾芯即使藉由旋轉溶接而將有底圓筒容器及蓋加以結合，仍不會損傷液密性之密封性能。

為了解決上述課題，本發明之淨水器用濾芯及淨水器，係包括有下述之構成。亦即，

(1)一種淨水器用濾芯，其特徵在於：具有由有底筒狀容器及蓋所構成之外殼、及收納於上述外殼內之濾材部，上述濾材部之一端係液密性地卡合於上述蓋，且上述濾材部之另一端係收納於上述有底筒狀容器內，且上述濾材部之一端的卡合中之繞著上述濾材部軸向旋轉之旋轉開始扭力，係大於上述濾材部之另一端與上述有底筒狀容器之間之繞著上述濾材部軸向旋轉之旋轉開始扭力。

(2)上述有底筒狀容器與上述蓋係較佳為藉由旋轉溶接而加以接合。

(3)於上述濾材部之朝向上述蓋之卡合部分，係較佳為介設有密封構件。

(4)本發明之淨水器係為具有上述任一之濾芯者。

根據上述構成，本發明可獲得以下之優良效果。亦即，根據上述(1)之構成，於將有底圓筒容器及蓋旋轉溶接而形成外殼 時，濾材部與蓋之卡合部相互不旋轉，濾材部相對於有底圓筒容器進行旋轉。藉此，濾材部與蓋之卡合部之液密性能，不會因旋轉溶接而受損。

根據上述(2)之構成，可形成有底圓筒容器與蓋之結合強度高之外殼。

根據上述(3)之構成，濾材部與蓋之卡合部之摩擦力，係利用密封構件而增大，以使此卡合中之繞著濾材部軸向旋轉之旋轉開始扭力增大。並且可提高液密性能。

1‧‧‧濾芯

2‧‧‧外殼

3‧‧‧蓋

4‧‧‧圓筒容器

5‧‧‧出口帽

6‧‧‧容器底部之凸部

7‧‧‧濾材

8‧‧‧濾材部下部之凹部

9‧‧‧出口帽支承部

10‧‧‧入口

11‧‧‧出口

12‧‧‧濾材部

13‧‧‧活性碳

14‧‧‧密封構件

15‧‧‧非抗菌性吸附劑

16‧‧‧抗菌劑

17‧‧‧分隔構件

18‧‧‧濾材收納容器

19‧‧‧入口過濾器

20‧‧‧出口過濾器

圖1為本發明之一實施形態之濾芯之縱剖視圖。

圖2為本發明之其他實施形態之濾芯之縱剖視圖。

以下，一方面參照圖式一方面對本發明之實施形態之例子進行說明。

圖1為本發明之一實施形態之淨水器用之濾芯1之縱剖視圖。

圖1所示之濾芯1係使用吸附過濾用之濾材之情況下之濾芯，惟濾芯係可於內部收納多種不同之濾材者。例如，作為濾材也可使用不織布、藉由熔噴(Melt-blown)所形成之樹脂成形體、膜過濾用之中空纖維膜模組等。惟，以下所述之濾芯之基本構造、構成係共同者。因此，以圖1所示之吸附過濾用之濾芯1，對其構造及構成進行說明。

濾芯1係具有：由有底之圓筒容器4及蓋3所構成之 外殼2；及收納於外殼2內之濾材部12。濾材部12係指由濾材7、及保持濾材7且可被水通過之構件所構成之內部構造物。濾材部12係為除其細部構造以外，將其平面圖形作成藉由繞著位於與其相同之平面之軸旋轉而獲得之立體、即旋轉體之形狀。圓筒容器4與蓋3係液密性結合。結合方式可為旋轉溶接、超音波溶接、螺紋結合等，惟考慮到製作容易性及結合強度，以旋轉溶接為較佳。又，旋轉溶接係指藉由利用旋轉所產生之摩擦熱進行材料之溶接處理之操作。

於蓋3設置有作為流路之入口10及出口11。如圖1所示，於蓋3之上部開口部之中央附近設置有作為蓋之一部分而一體成形之出口帽支承部9。出口帽支承部9之外周部之一部分，係一體地連結於蓋3之上部開口部之內面，出口帽支承部9之內部係構成作為流路之出口通路。連通於此出口通路且設置於蓋3之上部開口部之外側面之一部分之開口係出口11。入口10係蓋3之上部開口之內除出口帽支承部9以外之圓環狀部分。

作為濾材部12之上部構件，設置有出口帽5，其內部係構成下游側流路。出口帽5係嵌入出口帽支承部9且被液密性地卡合及固定。如此，最終將濾材部12之一端液密性地卡合、固定於蓋3。位於濾材部之一端之出口帽及出口帽支承部之卡合及固定，也可不藉由嵌入，而例如藉由螺紋結合等進行，以作為更牢固地將其固定之實施形態。圖1中，於濾材部12與蓋3之卡合部係介設有密封構件14，從而可確實達到液密性能，惟只要能達成液密性，僅利用無密封構件之嵌合亦不會有問題。

濾材部12之端部即下部存在有濾材部下部之凹部 8。凹部8係於可旋轉之狀態下與位於圓筒容器4之底部的容器底部之凸部6卡合。濾材部12之另一端與圓筒容器4之關係，也可不是此種凹凸卡合，而可為濾材部12之另一端僅與容器底部抵接並保持，也可為於濾材部12之另一端與容器底部之間具有間隙，而成為非接觸狀態。簡言之，只要將濾材部12之另一端收納於圓筒容器4即可。

藉由適宜地選擇現已述及之卡合的方式、與卡合相關之構件的尺寸精度、及密封構件、樹脂材質等使用材質之摩擦係數，可將出口帽5之朝向出口帽支承部9之卡合(亦即，濾材部12之一端的卡合)中之繞著濾材部12軸向旋轉之旋轉開始扭力，設定為比濾材部下部之凹部8之朝向容器底部之凸部6的卡合(或者，濾材部之另一端與圓筒容器之間的卡合)中之繞著濾材部12軸向旋轉之旋轉開始扭力大。上述之「出口帽5之朝向出口帽支承部9之卡合中之旋轉開始扭力」，係意味著對抗濾材部12之一端的卡合中之靜摩擦力，使此卡合構件彼此開始相對旋轉而需要之扭力。並且，上述之「濾材部下部之凹部8之旋轉開始扭力」係意味著對抗濾材部之另一端與圓筒容器之間的靜摩擦力，使此兩個構件彼此開始相對旋轉而需要之扭力。藉由牢固之螺紋結合等進行位於濾材部之出口帽與位於蓋之出口帽支承部之卡合之實施形態，係將濾材部之一端的卡合中之繞著濾材部軸向旋轉之旋轉開始扭力極大地增強之實施形態之例子。

因此，以圖1之密封構件14係EPDM等之橡膠素材之O型密封環，且將其壓縮餘量設定為通常之機械設計基準之上限附近，以增大濾材部與蓋之卡合部的摩擦力為較佳。此外，將濾材 部下部之凹部8與容器底部之凸部6的卡合部分平坦化以減少摩擦係數，且將此卡合部分之直徑設定為與出口帽支承部9之內徑為同程度以下。密封構件除O型密封環以外，也可使用截面形狀為四方形等之各種形狀的墊圈。

由於構成此種設定，故於將圓筒容器4與蓋3旋轉溶接時，可成為濾材部12能相對於圓筒容器4旋轉之構成。若濾材部12能相對於圓筒容器4旋轉，於旋轉溶接時，蓋3與濾材部12不相對地移動，從而不會有損傷用以構成這些之液密卡合(嵌合)之密封構件14及卡合面之情況，也不會有損傷液密性能之情況。

再者，上述旋轉開始扭力，可使用一般市面上販售之扭力計、扭力表規(可測量螺絲之鎖緊扭力、容器帽之開栓扭力之扭力計、扭力規)進行測量。

於圖1之濾芯1中，對吸附過濾之濾芯之特有構成，敘述如下。

濾材7係吸附劑，代表性之吸附劑係使用活性碳。活性碳可為粒狀、粉末狀、纖維狀之任一形狀者。此外，也可為將這些之活性碳成形之成形體之形態者。此外，也可使用沸石等之陶瓷系之吸附劑。

於圖1之實施形態中，濾材7即活性碳13，係填充於筒狀之濾材收納容器中(也可構成為筒狀)。並且，朝活性碳之通水流路方向，係成為自設於收納容器之底部(濾材部12下部)之通水孔流入而朝出口帽5流出之軸向。

再者，作為濾材之活性碳部分，也可包含使銀(或銀離子)、銅(或銅離子)、鋅(或鋅離子)等之抗菌成份溶出於自來水中 之濾材(即抗菌劑、例如添銀活性碳)。此外，也可包含除去鉛等之自來水中所含有之貴金屬之濾材(例如，沸石、離子交換樹脂等)。

此外，吸附過濾用之濾材部12，也可為圖2所示之實施形態。又，圖2之實施形態中，採用以下之構成，即、於如上述之圓筒容器4與蓋3之旋轉溶接時，蓋3與濾材部12不相對旋轉，而不會有損傷用以構成這些之液密卡合(嵌合)之密封構件及卡合面之情況。

圖2之實施形態之濾芯1之濾材，係使用抗菌劑16及非抗菌性吸附劑15，且將這些積層配置。圖2中，自通水之上游側依序積層配置有第1非抗菌性吸附劑層、抗菌劑層、第2非抗菌性吸附劑層，從而為3層之構成。當然，也可為抗菌劑層及非抗菌性吸附劑層之2層之構成之情況。至少於最下游側配置非抗菌性吸附劑層，且於其上游側配置抗菌劑層即可。

在此，抗菌劑16與上述同樣地，係使銀(或銀離子)、銅(或銅離子)、鋅(或鋅離子)等之抗菌成份溶出於自來水中之濾材，代表性之抗菌劑係可使用添銀活性碳。此外，代表性之非抗菌性吸附劑15係可使用(未添加抗菌性物質之)活性碳。

抗菌劑層之抗菌劑係具有藉由通水而使抗菌成份溶出於水中之能力者，且具有藉由溶出之抗菌成份以防止濾芯1之濾材本身及出口部分中之細菌污染之功能及作用。

抗菌劑16之重量(存在於抗菌劑之抗菌性物質之重量)，係藉由必要之抗菌功效持續之通水量(或期間)而決定適宜之值。若抗菌劑16之重量小，則抗菌成份幾乎不會溶出、或者於總通水量少之期間，抗菌成份便自吸附劑完全溶出而用畢。

於濾芯較新之狀態下，細菌繁殖之可能性低，故於通水初期使抗菌成份溶出之需要並不太高。因此，配置於最下游側之非抗菌性吸附劑15，係為了防止於通水初期自抗菌劑16不必要地溶出抗菌成份而配置。亦即，自抗菌劑16溶出之抗菌成份，係藉由配置於最下游側之非抗菌性吸附劑15，被暫時吸附，從而不會有不必要地使下游之淨水中之抗菌成份變多之情況。

進而，若將配置於最下游側之非抗菌性吸附劑15之重量增大，且藉由其之吸附現象將抗菌成份完全吸附，則抗菌成份不會溶出且不存在於此非抗菌性吸附劑15之下游側、即濾芯出口之淨水中。然後，當非抗菌性吸附劑15中之抗菌成份之吸附飽和，已經完全無法將流經之抗菌成份吸附時，即可實現於濾芯出口之淨水中，開始出現溶出之抗菌成份之構成。

如此，若使用由抗菌劑及最下游側之非抗菌性吸附劑所形成之積層濾材配置，於一般較新之濾芯之使用開始時進行之調整用通水(通水初期之廢棄水)中，不會使高價之抗菌成份不必要地溶出，而具有經濟性。

再者，若於通水初期被暫時吸附於最下游層之非抗菌性吸附劑15之抗菌成份，隨著通水之進行，抗菌劑層中之抗菌性物質逐漸減少，自其中溶出之抗菌成份濃度降低時，則自非抗菌性吸附劑15脫離，溶出於淨水中而發揮抗菌功能，從而可貢獻於抗菌壽命之延長。藉此，通水初期被暫時吸附於最下游層之非抗菌性吸附劑15之抗菌成份，不會被浪費而可有效地利用。

如上述之至少由抗菌劑層及配置於其下游之非抗菌性吸附劑層構成之濾芯之構成中，藉由非抗菌性吸附劑層之非抗菌 性吸附劑重量來控制溶出非抗菌性吸附劑層之下游之淨水中之抗菌劑成份濃度，可任意地設定此溶出開始之時期(亦即，溶出開始之通水量)。

如圖2之實施形態所示，以於抗菌劑層與非抗菌性吸附劑層之間配置由不織部及篩網過濾器等所構成之分隔構件17，來維持濾材層為較佳。抗菌劑層及非抗菌性吸附劑層所構成之濾材層，係將其兩端收納填充於由入口過濾器19及出口過濾器20所區隔之濾材收納容器18。入口過濾器19及出口過濾器20，係可使用與分隔構件17同樣的素材。

並且，填充於濾材收納容器18之非抗菌性吸附劑層及上述抗菌劑層所形成之濾材層的容積之對濾材收納容器18之內容積之比例(填充率)以90%以上為較佳。又以95%以上為更佳。相反的，於濾材收納容器18之內容積中，濾材層以外之空隙所佔之比例以未滿10%為較佳。又以未滿5%為更佳。若空隙之比例未滿10%，可大致完全保持濾材層，因而容易進行抗菌成份濃度之控制。

但是，於濾材不是粒狀及粉末狀，而是能以其本身保持形狀之成形體等之情況下，或分隔構件17係將不織布或篩網過濾器等溶接於框體而一體成形者，於框體密接卡合於濾材收納容器18之內面，且不引起濾材移動之情況下，填充率也可未滿90%。

(產業上之可利用性)

本發明主要可利用於供一般家庭等之自來水進行淨化之淨水器用濾芯。尤其是適合利用於設在廚房下部之收納部而使用之廚下型(under-sink)淨水器用濾芯。

1‧‧‧濾芯

2‧‧‧外殼

3‧‧‧蓋

4‧‧‧圓筒容器

5‧‧‧出口帽

6‧‧‧容器底部之凸部

7‧‧‧濾材

8‧‧‧濾材部下部之凹部

9‧‧‧出口帽支承部

10‧‧‧入口

11‧‧‧出口

12‧‧‧濾材部

13‧‧‧活性碳

14‧‧‧密封構件

Claims (4)

1. 一種淨水器用濾芯，其特徵在於：具有由有底筒狀容器及蓋所構成之外殼、及收納於上述外殼內之濾材部，上述濾材部之一端係液密性地卡合於上述蓋，上述濾材部之另一端係收納於上述有底筒狀容器內，且上述濾材部之一端的卡合中之繞著上述濾材部軸向旋轉之旋轉開始扭力，係大於上述濾材部之另一端與上述有底筒狀容器之間之繞著上述濾材部軸向旋轉之旋轉開始扭力。
2. 如申請專利範圍第1項之淨水器用濾芯，其中，上述有底筒狀容器與上述蓋係藉由旋轉溶接而加以接合。
3. 如申請專利範圍第1或2項之淨水器用濾芯，其中，於上述濾材部之朝向上述蓋之卡合部分，介設有密封構件。
4. 一種淨水器，係具有申請專利範圍第1至3項中任一項之濾芯。