WO2011034116A1 - 浄水カートリッジおよび浄水器 - Google Patents
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Abstract
上下方向にコンパクトであり、かつ充分な通水速度が確保された浄水カートリッジおよびこれを装着した浄水器を提供する。ハウジング（１２）と、ハウジング（１２）内に収容された吸着浄水部（１４）と、ハウジング（１２）内に収容され、吸着浄水部（１４）よりも下流側に位置する膜濾過浄水部（１６）とを有し、膜濾過浄水部（１６）が、上部および側部に開口を有する筒状体（７４）内に中空糸膜（７０）を収容したものであり、吸着浄水部（１４）が、ハウジング（１２）の内周壁と膜濾過浄水部（１６）の筒状体（７４）の外周壁との間および膜濾過浄水部（１６）よりも上方のハウジング（１２）内に吸着材（９０）を充填して形成されたものである浄水カートリッジ（１０）；上部の原水貯留部と下部の浄水貯留部との間に浄水カートリッジ（１０）が装着された浄水器。
Description
本発明は、浄水カートリッジおよび浄水器に関する。
本願は、２００９年９月１６日に、日本に出願された特願２００９－２１４８８９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２００９年９月１６日に、日本に出願された特願２００９－２１４８８９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
上部の原水貯留部と下部の浄水貯留部との間に浄水カートリッジが装着されて、原水貯留部からの原水が自重によって浄水カートリッジのハウジング内に収容された浄水部を通過し、浄水となって浄水貯留部に吐出されるようにされた浄水器が知られている。
また、浄水カートリッジとしては、筒状体内に吸着材を充填してなる吸着浄水部と、同じ筒状体内に中空糸膜等の膜濾過材を収容してなる膜濾過浄水部とを、上下方向に直列に配置した浄水カートリッジが知られている（特許文献１参照）。
また、浄水カートリッジとしては、筒状体内に吸着材を充填してなる吸着浄水部と、同じ筒状体内に中空糸膜等の膜濾過材を収容してなる膜濾過浄水部とを、上下方向に直列に配置した浄水カートリッジが知られている（特許文献１参照）。
しかし、吸着浄水部と膜濾過浄水部とを上下方向に直列に配置した浄水カートリッジは、上下方向に長くなる。
そこで、吸着浄水部を膜濾過浄水部の側方に配置し、上下方向がコンパクトな浄水カートリッジが提案されている（特許文献２、３）。
そこで、吸着浄水部を膜濾過浄水部の側方に配置し、上下方向がコンパクトな浄水カートリッジが提案されている（特許文献２、３）。
しかし、吸着浄水部を膜濾過浄水部の側方に配置した浄水カートリッジにおいては、吸着浄水部を通過した水が、膜濾過浄水部に側方からのみ侵入し、上方からは侵入できないため、通水速度が遅いという問題がある。
本発明は、上下方向にコンパクトであり、かつ充分な通水速度が確保された浄水カートリッジおよびこれを装着した浄水器を提供する。
本発明の浄水カートリッジは、ハウジングと、前記ハウジング内に収容された吸着浄水部と、前記ハウジング内に収容され、前記吸着浄水部よりも下流側に位置する膜濾過浄水部とを有する浄水カートリッジであって、前記膜濾過浄水部が、上部および側部に開口を有する筒状体内に膜濾過材を収容したものであり、前記吸着浄水部が、前記ハウジングの内周壁と前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁との間、および前記膜濾過浄水部よりも上方の前記ハウジング内に、吸着材を充填して形成されたものであることを特徴とする。
本発明の浄水カートリッジにおいては、前記吸着浄水部の上面から前記膜濾過浄水部の上面までの最短距離Ａと、前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの平均距離Ｂとが、下記式（１）の関係を満足することが好ましい。
Ａ／Ｂ≧１．５ ・・・（１）
ただし、Ｂは、下記式（２）から求める。
Ｂ＝（Ｂｍａｘ＋Ｂｍｉｎ）／２ ・・・（２）
式中、Ｂｍａｘは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最長距離であり、Ｂｍｉｎは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最短距離である。
Ａ／Ｂ≧１．５ ・・・（１）
ただし、Ｂは、下記式（２）から求める。
Ｂ＝（Ｂｍａｘ＋Ｂｍｉｎ）／２ ・・・（２）
式中、Ｂｍａｘは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最長距離であり、Ｂｍｉｎは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最短距離である。
本発明の浄水カートリッジにおいては、前記吸着浄水部の上面から前記膜濾過浄水部の上面までの最短距離Ａと、前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁が前記吸着浄水部に接している部分の高さＣとが、下記式（３）の関係を満足することが好ましい。
Ａ／Ｃ≧０．３ ・・・（３）
Ａ／Ｃ≧０．３ ・・・（３）
本発明の浄水器は、上部の原水貯留部と下部の浄水貯留部との間に、本発明の浄水カートリッジが、前記ハウジングの上部側が前記原水貯留部に連通し、前記ハウジングの底部側が前記浄水貯留部に位置するように装着されたものであることを特徴とする。
本発明の浄水カートリッジは、上下方向にコンパクトであり、かつ充分な通水速度が確保されたものである。
本発明の浄水器は、上下方向にコンパクトであり、かつ短時間で原水を浄化できる。
本発明の浄水器は、上下方向にコンパクトであり、かつ短時間で原水を浄化できる。
＜浄水カートリッジ＞
本発明の浄水カートリッジは、ハウジングと、前記ハウジング内に収容された吸着浄水部と、ハウジング内に収容され、吸着浄水部よりも下流側に位置する膜濾過浄水部とを有し、ハウジングの上部側から導入された原水が、自重によって浄水部を通過し、浄水となってハウジングの底部側から吐出される浄水カートリッジであって、膜濾過浄水部が、上部および側部に開口を有する筒状体内に膜濾過材を収容したものであり、吸着浄水部が、ハウジングの内周壁と膜濾過浄水部の筒状体の外周壁との間、および膜濾過浄水部よりも上方の前記ハウジング内に、吸着材を充填して形成されたものであることを特徴とする。
本発明の浄水カートリッジは、ハウジングと、前記ハウジング内に収容された吸着浄水部と、ハウジング内に収容され、吸着浄水部よりも下流側に位置する膜濾過浄水部とを有し、ハウジングの上部側から導入された原水が、自重によって浄水部を通過し、浄水となってハウジングの底部側から吐出される浄水カートリッジであって、膜濾過浄水部が、上部および側部に開口を有する筒状体内に膜濾過材を収容したものであり、吸着浄水部が、ハウジングの内周壁と膜濾過浄水部の筒状体の外周壁との間、および膜濾過浄水部よりも上方の前記ハウジング内に、吸着材を充填して形成されたものであることを特徴とする。
図１は、本発明の浄水カートリッジの一例を示す断面図である。
浄水カートリッジ１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２内に収容された吸着浄水部１４と、ハウジング１２内に収容され、吸着浄水部１４よりも下流側に位置する膜濾過浄水部１６とを有する。
浄水カートリッジ１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２内に収容された吸着浄水部１４と、ハウジング１２内に収容され、吸着浄水部１４よりも下流側に位置する膜濾過浄水部１６とを有する。
（ハウジング）
ハウジング１２は、有底略円筒状のハウジング本体２０と、ハウジング本体２０の上部開口を覆うように取り付けられた略椀形状のハウジング蓋体２２と、ハウジング本体２０の上部開口を覆うように、かつハウジング蓋体２２よりも内側に取り付けられた略椀形状の内蓋体２４とから構成される。
ハウジング１２は、有底略円筒状のハウジング本体２０と、ハウジング本体２０の上部開口を覆うように取り付けられた略椀形状のハウジング蓋体２２と、ハウジング本体２０の上部開口を覆うように、かつハウジング蓋体２２よりも内側に取り付けられた略椀形状の内蓋体２４とから構成される。
ハウジング本体２０は、大径部３０と、大径部３０よりも下方に、大径部と同軸的に設けられた小径部３２と、大径部３０の下端と小径部３２の上端とを接続するリング状の段部３４と、小径部３２の下側の開口を封止する円板状の底部３６と、底部３６に複数形成された浄水吐出口３８とを有する。
ハウジング本体２０の底部３６に浄水吐出口３８を複数形成することによって、水がその自重のみ（すなわち、０．０１ＭＰａ以下の圧力）で浄水カートリッジ１０を通過する場合であっても、後述する空隙８０に滞留した空気が、空隙８０内の浄水が浄水吐出口３８から吐出される際に、浄水とともに浄水吐出口３８から抜け出しやすい。また、ハウジング本体２０の底部３６のみに浄水吐出口３８が形成され、ハウジング本体２０の側部には浄水吐出口３８が形成されていないため、浄水吐出口３８を形成しやすく、ハウジングの製造も容易である。
浄水吐出口３８としては、図２に示すように、底部３６の中央に形成された円形の中央吐出口４０と、中央吐出口４０の同心円４２上の円周等分４箇所に形成され、同心円４２の円周方向に延びるスリット状の周辺吐出口４４とが形成されている。このように、形状、大きさの異なる浄水吐出口３８を有していれば、中央吐出口４０と周辺吐出口４４との間で水圧に差が生じ、その結果、後述する空隙８０に滞留した空気が浄水とともに浄水吐出口３８からさらに抜け出しやすい。
浄水吐出口３８は、図２および図３に示すように、ハウジング１２の外側の開口４６の最大径Ｒがそれぞれ１０ｍｍ以下とされることが好ましい。外側の開口４６の最大径が１０ｍｍ以下であれば、浄水吐出口３８からハウジング１２内に指等が挿し込まれることがない。後述する空隙８０に滞留した空気が浄水吐出口３８から抜け出しやすい点からは、外側の開口４６の最大面積は０．０３ｃｍ２以上が好ましい。
浄水吐出口３８は、図３に示すように、ハウジング１２の内側から外側に向かってしだいに縮径するテーパ孔５０とテーパ孔５０から下方に延びる小径孔５２とを有する。すなわち、ハウジング１２の内側の開口４８の径よりもハウジング１２の外側の開口４６の径の方が小さくされている。内側の開口４８の径よりも外側の開口４６の径の方が小さくされていれば、内側の開口４８と外側の開口４６との間で通過する浄水に差圧が生じやすいため、空気が浄水とともに浄水吐出口３８からさらに抜け出しやすい。外側の開口４６の面積は、内側の開口４８の面積よりも１％以上小さくされていることが好ましい。
ハウジング蓋体２２は、上部の中央から上方に突出した頭頂部５４と、頭頂部５４の中央から上方に延びる原水導入管５６と、頭頂部５４のエッジ部に設けられたツイストロック用の突起５８とを有する。
内蓋体２４は、上部の中央から上方に突出した頭頂部６０と、頭頂部６０の上面に放射状に形成された複数のスリット状の空気抜け孔６２と、側部に形成された複数の取水口６４と、取水口６４を覆うメッシュ６６とを有する。
内蓋体２４は、ハウジング蓋体２２よりも一回り小さくされた、ハウジング蓋体２２と略同一形状のものである。そのため、ハウジング蓋体２２と内蓋体２４との間には、頭頂部から側部にわたって間隙が形成され、前記間隙が原水導入管５６から取水口６４までの原水流路６８となる。
ハウジング１２の材料としては、樹脂（ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン等）、金属（ステンレス鋼）等が挙げられる。
（膜濾過浄水部）
膜濾過浄水部１６は、Ｕ字形に屈曲した複数の中空糸膜７０を、その端部の開口を維持しつつ、中空糸膜７０の端部間に充填されたポッティング部７２にて中空糸膜７０を一体化するとともに、中空糸膜７０を円筒状の筒状体７４に収容した状態で固定した、いわゆる中空糸膜モジュールである。
膜濾過浄水部１６は、Ｕ字形に屈曲した複数の中空糸膜７０を、その端部の開口を維持しつつ、中空糸膜７０の端部間に充填されたポッティング部７２にて中空糸膜７０を一体化するとともに、中空糸膜７０を円筒状の筒状体７４に収容した状態で固定した、いわゆる中空糸膜モジュールである。
膜濾過浄水部１６は、その下部がＯリング８４を介してハウジング本体２０の小径部３２内に嵌合されるとともに、小径部３２内に嵌合された部分以外が、吸着浄水部１４を通過した水が上方および側方から侵入するように、吸着浄水部１４内に埋め込まれている。
膜濾過浄水部１６には、筒状体７４の側部から外方に向かってリング状のフランジ部７６が形成されている。そのため、膜濾過浄水部１６の下部がハウジング本体２０の小径部３２内に嵌合された際に、フランジ部７６がハウジング本体２０の段部３４に当接することによって、中空糸膜７０の端部の開口からなる、膜濾過浄水部１６の浄水出口７８とハウジング本体２０の底部３６との間に空隙８０が形成される。
空隙８０の高さは、１～２０ｍｍが好ましい。空隙８０の高さが２～１０ｍｍであれば、空隙８０に滞留した空気が浄水吐出口３８から抜け出しやすいため、より好ましい。
中空糸膜７０は、多孔質の膜であり、その材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４－メチルペンテン－１）、テトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、ポリスルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。
中空糸膜７０の有効膜面積は、０．１～０．５ｍ２が好ましい。有効膜面積が０．１ｍ２以上であれば、濾過効果が充分に発揮される。有効膜面積が０．５ｍ２を超えると、濾過性能が飽和し、濾過効果の向上があまり見込めない。
ポッティング部７２は、熱硬化性樹脂を硬化させて形成された部分である。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
筒状体７４は、上部が全面にわたって開口し、側部に複数の通水口８２を有する。そのため、吸着浄水部１４を通過した水が膜濾過浄水部１６の上方および側方から内部に侵入可能とされている。なお、吸着浄水部１４の吸着材の一部が、上部の開口および側部の通水口８２から膜濾過浄水部１６の内部に侵入するが、中空糸膜７０の上方や中空糸膜７０間の隙間に吸着材が存在していても構わない。
（吸着浄水部）
吸着浄水部１４は、ハウジング本体２０の内周壁と、膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁との間、および膜濾過浄水部１６よりも上方のハウジング本体２０内に、吸着材９０を充填することによって形成される。
吸着浄水部１４は、ハウジング本体２０の内周壁と、膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁との間、および膜濾過浄水部１６よりも上方のハウジング本体２０内に、吸着材９０を充填することによって形成される。
吸着材９０としては、粉状または粒状吸着材（活性炭、ゼオライト、モレキュラーシーブ等）、繊維状吸着材（繊維状活性炭）等が挙げられる。
吸着材９０の粒径は、０．３６～１．７ｍｍの範囲であることが好ましい。吸着材９０の粒径が０．３６ｍｍ以上であれば、吸着浄水部１４における圧力損失が小さくなり、通水速度がさらに向上する。吸着材９０の粒径が１．７ｍｍ以下であれば、吸着効果が充分に発揮される。
吸着材９０の粒径は、０．３６～１．７ｍｍの範囲であることが好ましい。吸着材９０の粒径が０．３６ｍｍ以上であれば、吸着浄水部１４における圧力損失が小さくなり、通水速度がさらに向上する。吸着材９０の粒径が１．７ｍｍ以下であれば、吸着効果が充分に発揮される。
吸着浄水部１４の上面から膜濾過浄水部１６の上面までの最短距離Ａと、ハウジング本体２０の内周壁から膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁までの平均距離Ｂとは、下記式（１）の関係を満足することが好ましい。
Ａ／Ｂ≧１．５ ・・・（１）
Ａ／Ｂ≧１．５ ・・・（１）
ただし、Ｂは、下記式（２）から求める。
Ｂ＝（Ｂｍａｘ＋Ｂｍｉｎ）／２ ・・・（２）
式中、Ｂｍａｘはハウジング本体２０の内周壁から膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁までの最長距離であり、Ｂｍｉｎはハウジング本体２０の内周壁から膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁までの最短距離である。
Ｂ＝（Ｂｍａｘ＋Ｂｍｉｎ）／２ ・・・（２）
式中、Ｂｍａｘはハウジング本体２０の内周壁から膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁までの最長距離であり、Ｂｍｉｎはハウジング本体２０の内周壁から膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁までの最短距離である。
Ａ／Ｂは１．５以上が好ましい。Ａ／Ｂが１．５以上であれば、吸着材９０に、原水が行き渡らずに使われない部分が発生することがないため、吸着材９０の利用効率が向上する。Ａ／Ｂは２．０以上がより好ましい。また、組立加工の点から、Ａ／Ｂは１０以下が好ましい。
また、吸着浄水部１４の上面から膜濾過浄水部１６の上面までの最短距離Ａと、膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁が吸着浄水部１４に接している部分の高さＣとは、下記式（３）の関係を満足することが好ましい。
Ａ／Ｃ≧０．３ ・・・（３）
Ａ／Ｃ≧０．３ ・・・（３）
Ａ／Ｃは０．３以上が好ましい。Ａ／Ｃが０．３以上であれば、ショートパスが発生し難くなるため、吸着材９０の利用効率が向上する。Ａ／Ｃは１．０以上がより好ましく、２．０以上が更に好ましい。また、組立加工および圧力損失の点から、Ａ／Ｃは１０以下が好ましい。
（原水の浄化）
浄水カートリッジ１０による原水の浄化は、以下のように行われる。
ハウジング蓋体２２の上部の原水導入管５６からハウジング１２内に自重によって導入された原水は、ハウジング蓋体２２と内蓋体２４との間に形成された原水流路６８を内蓋体２４の側部の取水口６４まで自重によって流下する。
浄水カートリッジ１０による原水の浄化は、以下のように行われる。
ハウジング蓋体２２の上部の原水導入管５６からハウジング１２内に自重によって導入された原水は、ハウジング蓋体２２と内蓋体２４との間に形成された原水流路６８を内蓋体２４の側部の取水口６４まで自重によって流下する。
内蓋体２４の側部の取水口６４からハウジング本体２０内に導入された原水は、取水口６４から吸着浄水部１４に向かって自重によって流下する。
吸着浄水部１４の上部に到達した原水は、原水に含まれる不純物等を吸着材９０に吸着させつつ吸着浄水部１４内を膜濾過浄水部１６に向かって自重によって通過する。なお、本発明においては、原水がその自重のみ（すなわち、０．０１ＭＰａ以下の超低圧力）で吸着浄水部１４を通過するため、ハウジング本体２０の内周壁と膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁との間に充填された吸着材９０にも原水が到達する。
吸着浄水部１４の上部に到達した原水は、原水に含まれる不純物等を吸着材９０に吸着させつつ吸着浄水部１４内を膜濾過浄水部１６に向かって自重によって通過する。なお、本発明においては、原水がその自重のみ（すなわち、０．０１ＭＰａ以下の超低圧力）で吸着浄水部１４を通過するため、ハウジング本体２０の内周壁と膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁との間に充填された吸着材９０にも原水が到達する。
膜濾過浄水部１６を通過した水は、膜濾過浄水部１６の上方および側方から、筒状体７４の上部の開口および側部の通水口８２を通って吸着浄水部１４の内部に侵入する。
吸着浄水部１４の内部に侵入した水は、ハウジング１２内を水が自重によって流下することによって発生する水圧によって、水に含まれる不純物等を中空糸膜７０に補足させつつ中空糸膜７０の一方側から他方側へ通過する。
吸着浄水部１４の内部に侵入した水は、ハウジング１２内を水が自重によって流下することによって発生する水圧によって、水に含まれる不純物等を中空糸膜７０に補足させつつ中空糸膜７０の一方側から他方側へ通過する。
中空糸膜７０を通過した浄水は、中空糸膜７０の端部の開口からなる浄水出口７８から、膜濾過浄水部１６の浄水出口７８とハウジング本体２０の底部３６との間に形成された空隙８０に自重によって流下し、一旦貯留される。
空隙８０内の浄水は、ハウジング本体２０の底部３６に複数形成された浄水吐出口３８から自重によってハウジング１２の外部に吐出される。
空隙８０内の浄水は、ハウジング本体２０の底部３６に複数形成された浄水吐出口３８から自重によってハウジング１２の外部に吐出される。
（作用効果）
以上説明した浄水カートリッジ１０にあっては、膜濾過浄水部１６が、上部および側部に開口を有する筒状体７４内に中空糸膜７０を収容したものであり、吸着浄水部１４が、ハウジング本体２０の内周壁と膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁との間、および膜濾過浄水部１６よりも上方のハウジング本体２０内に、吸着材を充填して形成されたものであるため、吸着浄水部１４を通過した水が膜濾過浄水部１６の上方および側方から侵入する。その結果、浄水カートリッジ１０を通過する水量が多くなり、充分な通水速度が確保される。
また、以上説明した浄水カートリッジ１０にあっては、膜濾過浄水部１６の側方に吸着浄水部１４の一部が配置されているため、上下方向にコンパクトな浄水カートリッジを実現することができる。
以上説明した浄水カートリッジ１０にあっては、膜濾過浄水部１６が、上部および側部に開口を有する筒状体７４内に中空糸膜７０を収容したものであり、吸着浄水部１４が、ハウジング本体２０の内周壁と膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁との間、および膜濾過浄水部１６よりも上方のハウジング本体２０内に、吸着材を充填して形成されたものであるため、吸着浄水部１４を通過した水が膜濾過浄水部１６の上方および側方から侵入する。その結果、浄水カートリッジ１０を通過する水量が多くなり、充分な通水速度が確保される。
また、以上説明した浄水カートリッジ１０にあっては、膜濾過浄水部１６の側方に吸着浄水部１４の一部が配置されているため、上下方向にコンパクトな浄水カートリッジを実現することができる。
（他の形態）
なお、本発明の浄水カートリッジは、図示例の浄水カートリッジ１０に限定されない。
例えば、吸着浄水部１４および膜濾過浄水部１６の他に、他の浄水部をさらに併設してもよい。
また、膜濾過浄水部１６として、中空糸膜モジュールの代わりに、他の膜モジュール（平膜モジュール等）を用いてもよい。
また、膜濾過浄水部１６の筒状体７４の上部の開口および側部の通水口８２を、吸着浄水部１４の吸着材９０が侵入しないように、メッシュ、不織布等で覆ってもよい。
なお、本発明の浄水カートリッジは、図示例の浄水カートリッジ１０に限定されない。
例えば、吸着浄水部１４および膜濾過浄水部１６の他に、他の浄水部をさらに併設してもよい。
また、膜濾過浄水部１６として、中空糸膜モジュールの代わりに、他の膜モジュール（平膜モジュール等）を用いてもよい。
また、膜濾過浄水部１６の筒状体７４の上部の開口および側部の通水口８２を、吸着浄水部１４の吸着材９０が侵入しないように、メッシュ、不織布等で覆ってもよい。
また、ハウジング１２には、内蓋体２４を必ずしも設ける必要はない。
また、ハウジングの底部の浄水吐出口の一部を、他の浄水吐出口よりも高い位置に形成し、浄水吐出口間で高低差を設けてもよい。たとえば、図４に示すように、ハウジング本体の底部３６を下方に突出した半球状のドーム型とし、周辺吐出口４４を中央吐出口４０よりも高い位置に設ける。この場合、高い位置の浄水吐出口と低い位置の浄水吐出口との間で水圧に差が生じ、その結果、空気が浄水とともに浄水吐出口からさらに抜け出しやすくなる。また、浄水カートリッジが傾いた場合でも、空気が浄水吐出口から抜け出しやすい。
また、浄水吐出口は、図示例のテーパ孔５０と小径孔５２とからなる浄水吐出口３８に限定されず、ハウジングの内側から外側に向かってしだいに縮径するテーパ孔のみからなるものでもよい。また、テーパ孔の傾斜は、図示例のように一定でなくてもよく、しだいに変化してもよい。
また、ハウジングの底部の浄水吐出口の一部を、他の浄水吐出口よりも高い位置に形成し、浄水吐出口間で高低差を設けてもよい。たとえば、図４に示すように、ハウジング本体の底部３６を下方に突出した半球状のドーム型とし、周辺吐出口４４を中央吐出口４０よりも高い位置に設ける。この場合、高い位置の浄水吐出口と低い位置の浄水吐出口との間で水圧に差が生じ、その結果、空気が浄水とともに浄水吐出口からさらに抜け出しやすくなる。また、浄水カートリッジが傾いた場合でも、空気が浄水吐出口から抜け出しやすい。
また、浄水吐出口は、図示例のテーパ孔５０と小径孔５２とからなる浄水吐出口３８に限定されず、ハウジングの内側から外側に向かってしだいに縮径するテーパ孔のみからなるものでもよい。また、テーパ孔の傾斜は、図示例のように一定でなくてもよく、しだいに変化してもよい。
＜浄水器＞
図５は、本発明の浄水器の一例を示す断面図である。
浄水器１００は、原水貯留部１０２を有する上部容器１０４と、上半分に上部容器１０４が挿入されることによって下半分が浄水貯留部１０６となる下部容器１０８と、ハウジング１２の上部の原水導入管５６が原水貯留部１０２に連通し、ハウジング１２の底部３６が浄水貯留部１０６に位置するように、上部容器１０４の底部１１０に装着された浄水カートリッジ１０と、上部容器１０４の上部の開口を覆う蓋体１１２とを有する。
図５は、本発明の浄水器の一例を示す断面図である。
浄水器１００は、原水貯留部１０２を有する上部容器１０４と、上半分に上部容器１０４が挿入されることによって下半分が浄水貯留部１０６となる下部容器１０８と、ハウジング１２の上部の原水導入管５６が原水貯留部１０２に連通し、ハウジング１２の底部３６が浄水貯留部１０６に位置するように、上部容器１０４の底部１１０に装着された浄水カートリッジ１０と、上部容器１０４の上部の開口を覆う蓋体１１２とを有する。
上部容器１０４の底部１１０には、大径孔１１４と、小径孔１１６と、大径孔１１４の内周壁に形成されたツイストロック用の縦溝（図示略）と、ツイストロック用の縦溝に連続して大径孔１１４の内周壁に形成されたツイストロック用の横溝１１８とからなる装着孔１２０が形成されている。
上部容器１０４の底部１１０への浄水カートリッジ１０の装着は、装着孔１２０の大径孔１１４、小径孔１１６およびツイストロック用の縦溝（図示略）に、浄水カートリッジ１０のハウジング蓋体２２の頭頂部５４、原水導入管５６および頭頂部５４のエッジ部に設けられたツイストロック用の突起５８をそれぞれ挿入し、ついで浄水カートリッジ１０を周方向に回転させて、装着孔１２０のツイストロック用の横溝１１８に、ハウジング蓋体２２の頭頂部５４のツイストロック用の突起５８を係合させることによって行われる。
（作用効果）
以上説明した浄水器１００にあっては、上下方向にコンパクトにされ、かつ充分な通水速度が確保された浄水カートリッジ１０を装着しているため、上下方向にコンパクトにでき、かつ短時間で原水を浄化できる。
以上説明した浄水器１００にあっては、上下方向にコンパクトにされ、かつ充分な通水速度が確保された浄水カートリッジ１０を装着しているため、上下方向にコンパクトにでき、かつ短時間で原水を浄化できる。
（他の形態）
なお、本発明の浄水器は、図示例の浄水器１００に限定されない。
たとえば、タンク等からなる原水貯留部と浄水カートリッジの原水導入管とをホース等で接続し、タンク等からなる浄水貯留部の上部に浄水カートリッジが装着された据置型の浄水器であってもよく、特許文献１、３等に記載されているようなピッチャー型の浄水器であってもよい。
なお、本発明の浄水器は、図示例の浄水器１００に限定されない。
たとえば、タンク等からなる原水貯留部と浄水カートリッジの原水導入管とをホース等で接続し、タンク等からなる浄水貯留部の上部に浄水カートリッジが装着された据置型の浄水器であってもよく、特許文献１、３等に記載されているようなピッチャー型の浄水器であってもよい。
以下、実施例を示す。
〔実施例１～１０〕
まず、図１に示す浄水カートリッジ１０を、以下のようにして作製した。
〔実施例１～１０〕
まず、図１に示す浄水カートリッジ１０を、以下のようにして作製した。
ハウジング本体２０、ハウジング蓋体２２、および内蓋体２４は、材料としてＡＢＳ樹脂を用い、射出成形法にて成形した。中央吐出口４０の外側の開口４６の直径１０ｍｍ（面積０．８ｃｍ２）、内側の開口４８の直径１１ｍｍ（面積０．９５ｃｍ２）；周辺吐出口４４の外側の開口４６の最大径６ｍｍ（面積０．３ｃｍ２）、内側の開口４８の最大径７ｍｍ（面積０．４ｃｍ２）とした。
膜濾過浄水部１６として、ポリエチレン多孔質中空糸膜（三菱レイヨン社製、ＥＸ２７０ＴＳ、外径３８０μｍｍ、内径２７０μｍ、平均孔径０．１μｍ）の複数本をＵ字形に屈曲し、その端部の開口を維持しつつ端部間に充填されたポッティング部７２（ウレタン樹脂）にて一体化するとともに、中空糸膜７０を円筒状の筒状体７４（ＡＢＳ樹脂製）に収容した状態で固定した、有効膜面積が０．３ｍ２の中空糸膜モジュールを用いた。
吸着材９０としては、粒径０．３６～１．７ｍｍの粒状活性炭の３５０ｃｃを用いた。
膜濾過浄水部１６として、ポリエチレン多孔質中空糸膜（三菱レイヨン社製、ＥＸ２７０ＴＳ、外径３８０μｍｍ、内径２７０μｍ、平均孔径０．１μｍ）の複数本をＵ字形に屈曲し、その端部の開口を維持しつつ端部間に充填されたポッティング部７２（ウレタン樹脂）にて一体化するとともに、中空糸膜７０を円筒状の筒状体７４（ＡＢＳ樹脂製）に収容した状態で固定した、有効膜面積が０．３ｍ２の中空糸膜モジュールを用いた。
吸着材９０としては、粒径０．３６～１．７ｍｍの粒状活性炭の３５０ｃｃを用いた。
なお、ハウジング本体２０、ハウジング蓋体２２、内蓋体２４、および筒状体７４の寸法は、Ａ／ＢおよびＡ／Ｃが、表１および表２に記載の値となるように適宜設定した。
膜濾過浄水部１６の下部（ポッティング部７２側）を、Ｏリング８４を介してハウジング本体２０の小径部３２内に嵌合させ、膜濾過浄水部１６のフランジ部７６とハウジング本体２０の段部３４とを超音波溶着した。中空糸膜７０の端部の開口からなる、膜濾過浄水部１６の浄水出口７８とハウジング本体２０の底部３６との間に空隙８０の高さは２ｍｍとした。
ハウジング本体２０の内周壁と、膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁との間、および膜濾過浄水部１６よりも上方のハウジング本体２０内に、吸着材９０を充填密度０．４５ｇ／ｃｃで充填して吸着浄水部１４とした。
ハウジング本体２０に内蓋体２４およびハウジング蓋体２２を取り付け、ハウジング本体２０の周縁部とハウジング蓋体２２の周縁部とを超音波溶着し、浄水カートリッジ１０を得た。
ハウジング本体２０の内周壁と、膜濾過浄水部１６の筒状体７４の外周壁との間、および膜濾過浄水部１６よりも上方のハウジング本体２０内に、吸着材９０を充填密度０．４５ｇ／ｃｃで充填して吸着浄水部１４とした。
ハウジング本体２０に内蓋体２４およびハウジング蓋体２２を取り付け、ハウジング本体２０の周縁部とハウジング蓋体２２の周縁部とを超音波溶着し、浄水カートリッジ１０を得た。
ついで、得られた浄水カートリッジ１０について、ＪＩＳ Ｓ３２０１に準拠した通水試験を実施し、クロロホルムおよび遊離残留塩素について吸着材９０の性能値を実測し、下記式（４）から吸着材の利用効率を求めた。結果を表１および表２に示す。
吸着材の利用効率＝（吸着材の性能実測値／吸着材が１００％利用された場合の性能値）×１００ ・・・（４）
ここで、吸着材が１００％利用された場合の性能値は、カラムに同量の吸着材９０を充填し、ショートパスの発生しない形態にて同様の通水試験を実施し、測定された性能値である。
吸着材の利用効率＝（吸着材の性能実測値／吸着材が１００％利用された場合の性能値）×１００ ・・・（４）
ここで、吸着材が１００％利用された場合の性能値は、カラムに同量の吸着材９０を充填し、ショートパスの発生しない形態にて同様の通水試験を実施し、測定された性能値である。
本発明の浄水カートリッジは、原水貯留部からの原水が自重によって浄水カートリッジのハウジング内に収容された浄水部を通過し、浄水となって浄水貯留部に吐出される浄水器の浄水カートリッジとして有用である。
１０ 浄水カートリッジ
１２ ハウジング
１４ 吸着浄水部
１６ 膜濾過浄水部
３６ 底部
７０ 中空糸膜（膜濾過材）
７４ 筒状体
８２ 通水口（開口）
９０ 吸着材
１００ 浄水器
１０２ 原水貯留部
１０６ 浄水貯留部
１２ ハウジング
１４ 吸着浄水部
１６ 膜濾過浄水部
３６ 底部
７０ 中空糸膜（膜濾過材）
７４ 筒状体
８２ 通水口（開口）
９０ 吸着材
１００ 浄水器
１０２ 原水貯留部
１０６ 浄水貯留部
Claims (4)
- ハウジングと、前記ハウジング内に収容された吸着浄水部と、前記ハウジング内に収容され、前記吸着浄水部よりも下流側に位置する膜濾過浄水部とを有する浄水カートリッジであって、
前記膜濾過浄水部が、上部および側部に開口を有する筒状体内に膜濾過材を収容したものであり、
前記吸着浄水部が、前記ハウジングの内周壁と前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁との間、および前記膜濾過浄水部よりも上方の前記ハウジング内に、吸着材を充填して形成されたものであることを特徴とする浄水カートリッジ。 - 前記吸着浄水部の上面から前記膜濾過浄水部の上面までの最短距離Ａと、
前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの平均距離Ｂとが、下記式（１）の関係を満足する、請求項１に記載の浄水カートリッジ。
Ａ／Ｂ≧１．５ ・・・（１）
ただし、Ｂは、下記式（２）から求める。
Ｂ＝（Ｂｍａｘ＋Ｂｍｉｎ）／２ ・・・（２）
式中、Ｂｍａｘは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最長距離であり、Ｂｍｉｎは前記ハウジングの内周壁から前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁までの最短距離である。 - 前記吸着浄水部の上面から前記膜濾過浄水部の上面までの最短距離Ａと、
前記膜濾過浄水部の筒状体の外周壁が前記吸着浄水部に接している部分の高さＣとが、下記式（３）の関係を満足する、請求項１または２に記載の浄水カートリッジ。
Ａ／Ｃ≧０．３ ・・・（３） - 上部の原水貯留部と下部の浄水貯留部との間に、請求項１～３のいずれか一項に記載の浄水カートリッジが、前記ハウジングの上部側が前記原水貯留部に連通し、前記ハウジングの底部側が前記浄水貯留部に位置するように装着された、浄水器。
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