WO2014050860A1 - 浄水カートリッジ及び浄水器 - Google Patents

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WO2014050860A1
WO2014050860A1 PCT/JP2013/075851 JP2013075851W WO2014050860A1 WO 2014050860 A1 WO2014050860 A1 WO 2014050860A1 JP 2013075851 W JP2013075851 W JP 2013075851W WO 2014050860 A1 WO2014050860 A1 WO 2014050860A1
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water purification
purification cartridge
main case
filter medium
cartridge according
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PCT/JP2013/075851
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祐樹 藤井
はつ美 竹田
小林　幸男
讃井　克弥
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三菱レイヨン株式会社
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    • C02F2307/04—Location of water treatment or water treatment device as part of a pitcher or jug

Definitions

  • the present invention relates to a water purification cartridge used in a water purifier that can purify a relatively large amount of raw water at once, and a water purifier using the same.
  • the water purifiers As one of the water purifiers, it is mainly used at home and can purify a relatively large amount of raw water of about 1 to 2 liters at a time, and can be stored in a refrigerator as it is, forming a spout into a cup.
  • a pitcher type water purifier is known. And in such a water purifier, as shown, for example in following patent document 1, between a raw
  • Patent Document 1 discloses a water purifier having an outer container having a purified water storage section, an inner container having a raw water storage section, and a water purification cartridge.
  • the filter medium and the porous filtration membrane are accommodated in this order from the upstream side (upper end side) in the main case having a water purification outlet at the lower end, and the adsorbent and the porous filtration membrane are the partition members. It is filled without going through. Moreover, it has the structure by which the intermediate part of the up-down direction of the main case was supported by the inner container via the elastic body.
  • the water purification cartridge described in Patent Document 1 includes a cylindrical cap that is fitted to the upper end opening of the main case and has a raw water inlet on the side surface, and the upper end opening edge of the main case is connected to the bottom of the inner container. While being supported by the wall part, the main case itself is disposed in the purified water storage part of the outer container in a state of being suspended from the bottom wall part of the inner container.
  • the conventional water purification cartridge described above has the following problems. That is, in the water purification cartridge described in Patent Document 1, it is considered to increase the amount of the filter medium when the lifetime of the porous filtration membrane is longer than the lifetime of the filter medium. In this case, it is necessary to increase the capacity of the main case, but since the volume occupied in the purified water storage part of the portion protruding downward from the bottom wall part of the inner container increases, the purified water capacity that can be stored in the purified water storage part is increased. There is a problem that it decreases. Moreover, since the main case itself becomes large and the member cost increases, there is room for improvement in that respect.
  • This invention is made in view of such a situation, Comprising: While suppressing the increase in the capacity
  • An object of the present invention is to provide a water purification cartridge and a water purifier that can suppress the increase in member cost.
  • the water purification cartridge according to the present invention has a bottomed cylindrical shape having an upper end opening on one end side along the container axis, contains a filter medium and a porous filtration membrane, and has a raw water inlet on the upper end opening side portion of the container axis.
  • the water purification cartridge includes a main case and a lid that is detachably attached to the upper end opening of the main case and has a lid that closes the upper end opening.
  • a water purifier according to the present invention is a water purifier provided with the above-described water purification cartridge, and includes an outer container having a purified water storage part and an inner container having a raw water storage part, and a bottom wall of the inner container In the water purifier, a bottom opening of the water purification cartridge is formed in a portion, and a main case is attached to the bottom opening.
  • the lid body is not provided with a raw water introduction port, and the lid body has a compact top plate shape with a low height dimension mainly for closing the upper end opening of the main case.
  • the height dimension of the main case can be increased by the amount that the height dimension is kept low, and the capacity of the main case can be increased. Therefore, it becomes possible to increase the capacity of the filter medium without reducing the capacity of the purified water storage section and the raw water storage section and without changing the size of the purified water cartridge itself, and the replacement frequency of the filter medium can be reduced. And since the magnitude
  • the outer peripheral edge of the lid body in the direction orthogonal to the container axis is formed larger than the outer peripheral edge of the upper end opening of the main case.
  • a step is formed because the outer peripheral edge of the lid is larger than the outer peripheral edge of the upper end opening of the main case.
  • This step portion becomes a finger-hanging portion, and there is an advantage that it is easy to remove the lid from the main case.
  • the outer peripheral edge of the lid body is formed to be 1 mm or more and 30 mm or less than the outer peripheral edge of the upper end opening.
  • the stepped portion that is, the finger-holding portion is sufficiently secured, and the outer peripheral edge of the lid can be firmly gripped without slipping the finger, so that the lid can be removed more easily and reliably from the main case. be able to.
  • a through hole that communicates the inside and the outside of the water purification cartridge is formed in the lid.
  • the top wall portion of the lid body has a convex surface that protrudes upward.
  • the air generated in the main case can be concentrated on the convex portion of the top wall portion of the lid, and the air pool portion can be prevented from being dispersed at a plurality of locations in the main case.
  • the filter medium is accommodated in a bag material.
  • the filter medium has a cation exchange resin.
  • heavy metals such as lead, copper, zinc and arsenic can be adsorbed and removed.
  • the filter medium has activated carbon.
  • the filter medium has a chelate resin.
  • heavy metals such as lead, copper, zinc and arsenic can be adsorbed and removed.
  • the lid body is provided with a filter medium presser body extending toward the bottom side of the container shaft.
  • the filter medium accommodated in the main case can be pressed from above by the filter medium pressing body, and the filter medium is prevented from floating and leaving the porous filtration membrane. be able to. Therefore, the adhesion between the bag material and the main case is ensured, and excellent water purification performance can be exhibited, and it is also possible to prevent the occurrence of air accumulation between the filter medium and the porous filtration membrane. .
  • the fitting strength between the main case and the lid is larger than the fitting strength between the bottom opening and the main case.
  • the lid when removing the water purification cartridge from the inner container in order to replace the filter medium or the porous filtration membrane, the lid does not come off from the main case even if it is grasped and removed.
  • the case is detached from the bottom opening of the inner container, and the entire water purification cartridge can be removed. Therefore, only the lid body does not come off from the main case in the raw water storage part, and the inner filter medium can be prevented from being scattered in the raw water storage part.
  • a water purification cartridge comprising a main case and a lid
  • the main case has a bottomed cylindrical shape whose upper end side in the container axial direction is open, accommodates a filter medium and a porous filtration membrane inside, and is provided with a raw water inlet in the upper cylinder portion of the main case
  • the said cover is a water purification cartridge provided with the attaching part which is detachably attached to the upper-end opening part of the said main case, and is comprised so that the upper-end opening part of the said main case may be obstruct
  • the lid includes a filter medium presser body that extends toward the bottom side of the main case so that the top wall part presses the filter medium when mounted on the main case.
  • the minimum value of the distance between the intersection of the arbitrary straight line orthogonal to the container axis and the peripheral wall portion of the lid is an arbitrary straight line orthogonal to the container axis and the upper end opening of the main case.
  • At least one of the inner surface and the outer surface of the top wall portion of the lid body is gradually inclined upward as it goes from the peripheral wall portion of the lid body toward the top portion that is convex toward the center axis side of the lid body.
  • At least one of the inner surface or the outer surface of the top wall portion of the lid body forms a step as it goes from the peripheral wall portion of the lid body toward the top portion that is convex toward the center axis side of the lid body.
  • the water purification cartridge according to any one of claims 2 to 6.
  • An outer edge of the cut surface when cut by an arbitrary surface orthogonal to the container axial direction of the filter medium presser body, and an inner edge of the cut surface when cut by an arbitrary surface orthogonal to the axial direction of the main case The water purification cartridge according to any one of [3] to [10], wherein a gap between the two is 0.01 to 10 mm.
  • a water purifier provided with the water purification cartridge according to any one of [1] to [17], An outer container having a purified water storage section; An inner container having a raw water reservoir, The bottom wall of the inner container is formed with a bottom opening of the water purification cartridge, A water purifier in which the main case is fitted in the bottom opening. [19] The water purifier according to [18], wherein the fitting strength between the main case and the lid is larger than the fitting strength between the bottom opening and the main case.
  • the water purification cartridge and the water purifier according to the present invention it is possible to increase the amount of filter media and the like while suppressing an increase in the capacity of the water purification cartridge, thereby preventing a decrease in the capacity of the water purification storage part.
  • the effect that the increase in member cost can also be suppressed is produced.
  • the water purifier 1 of the present embodiment includes an outer container 2 having a purified water storage part 2a, an inner container 3 having a raw water storage part 3a disposed inside the outer container 2, and And a substantially cylindrical water purification cartridge 4 that is removably inserted into the bottom wall 3 b of the inner container 3.
  • the substantially cylindrical water purification cartridge 4 here has an arbitrary cross-sectional shape orthogonal to the axial direction (the container axis O direction described later) in the water purification cartridge 4 in a perfect circle, oval, oval, or elliptical shape.
  • the water purification cartridge has a perfect circle shape.
  • the outer container 2 has an upper opening, and a handle 21 and a spout 22 are integrally formed.
  • the outer container 2 is detachably provided with a container lid 5 for closing the opening end of the outer container 2.
  • the container lid 5 is provided with a pouring part 5a that opens toward the outside of the container by water pressure poured out from the container at a portion covering the spout 22 of the outer container 2.
  • the pouring part 5a is rotatable about a hinge so that the pouring spout 22 can be opened and closed.
  • the inner container 3 is formed with a step (not shown) at the upper end edge, and the step is placed on and engaged with the upper end opening edge of the outer container 2 and stored in the outer container 2.
  • the inside of the inner container 3 constitutes the raw water storage part 3a, and the lower half of the outer container 2 (that is, the part of the outer container 2 excluding the inner container 3 and the water purification cartridge 4) is the purified water storage part. 2a is constituted.
  • a circular bottom opening 3c is preferably formed near the center of the bottom wall 3b of the inner container 3.
  • the main case 6 of the water purification cartridge 4 is detachably fitted to the bottom wall portion 3b in a liquid-tight manner from above.
  • the “circular shape” herein may be any shape that allows the main case 6 to be liquid-tightly fitted.
  • the water purification cartridge 4 has a bottomed cylindrical shape having an upper end opening 6 a that is open on one end side (that is, the upper end side in the axial direction) along the container axis O.
  • a filter medium 10 accommodated in a bag material (that is, a bag-like object (bag)), and a hollow fiber membrane 11 (porous filter membrane).
  • the water purification cartridge 4 is attached to and detached from a cylindrical main case 6 having a plurality of raw water inlets 61 in the vicinity of the upper end opening side (specifically, an upper cylinder portion 6A of the main case described later) and an upper end opening 6a of the main case 6.
  • a mounting cylinder 71 (mounting portion) that is freely mounted is formed, and a lid 7 that closes the upper end opening 6 a of the main case 6 is provided.
  • the water purification cartridge 4 of this Embodiment is filled with the filter medium 10 and the hollow fiber membrane 11 in the main case 6 without a partition member.
  • the “container axis O” means a common axis in which the central axis of the main case 6 and the central axis of the lid 7 are coaxial when the main case 6 is covered with the lid 7.
  • the main case 6 side along the container axis O direction is referred to as the lower side
  • the lid body 7 side is referred to as the upper side
  • the direction orthogonal to the container axis O is referred to as the radial direction
  • the direction around the container axis O is the circumference. It is called direction.
  • the “axial direction” in the present specification and claims means a direction along the container axis O.
  • the central axis of the main case 6 means that at any cross section of the main case 6, it circumscribes at least one outer edge, contains all of the cross section of the main case 6, and has a minimum radius. This means an axis passing through the center of the virtual circle when the virtual circle is drawn so that “The central axis of the lid body 7” is an imaginary shape that circumscribes at least one outer edge of the lid body 7, includes all of the transverse section of the lid body 7, and has a minimum radius. It means an axis that passes through the center of the virtual circle when a circle is drawn.
  • One side surface of the water purification cartridge of the present invention is such that the main case 6 is positioned above the upper cylinder portion 6A in which the above-described raw water inlet 61 is formed, and below the upper cylinder portion 6A. 6b, and a lower tube portion 6B for accommodating the hollow fiber membrane 11 and the filter medium 10 by stacking them in that order.
  • a plurality of raw water inlets 61 are formed in the upper tube portion 6A along the circumferential direction.
  • the mounting cylinder 71 of the lid body 7 is fitted to the inner peripheral surface of the upper end opening 6a.
  • the raw water inlet 61 serves as a portion where the raw water in the raw water reservoir 3a in the inner container 3 shown in FIG.
  • a container bottom 6b having a water purification outlet 62 is detachably provided in the lower cylinder portion 6B, and the hollow fiber membrane 11 is accommodated in a substantially lower half portion of the lower cylinder portion 6B, and a substantially upper half on the upper half.
  • a filter medium 10 is accommodated in the portion.
  • the container bottom 6b is not limited to being provided separately from the lower cylinder portion 6B, and may be integrally formed.
  • the main case 6 is formed with a groove 6c extending over the entire circumference in the portion between the upper tube portion 6A and the lower tube portion 6B.
  • the portion where the groove 6c is formed is a portion that fits into the bottom opening 3c (see FIG. 1) of the inner container 3.
  • the groove 6c is provided with an elastic body (not shown) such as an O-ring and a gasket, and a seal structure is formed by the elastic body to be fitted into the bottom opening 3c.
  • the amount of the filter medium 10 is preferably 40 cc to 100 cc, and more preferably 50 cc to 70 cc.
  • the “filter medium 10” as used herein means a bag-shaped object packed with an adsorbent.
  • the “amount of the filter medium 10” means the amount (volume) of the adsorbent packed in the bag-like object. The amount of the filter medium 10 is measured by filling the measuring cylinder with the adsorbent.
  • activated carbon ion exchange resin, or a mixture of ion exchange resin and activated carbon
  • the ratio of activated carbon in the adsorbent is relative to the total volume of the adsorbent. It is preferably 10% to 90%, more preferably 20% to 80%.
  • Examples of the shape of the adsorbent include a powdery adsorbent, a granular adsorbent obtained by granulating the powder adsorbent, and a fibrous adsorbent.
  • Examples of such adsorbents include natural product-based adsorbents (natural zeolite, silver zeolite, acidic clay, etc.), synthetic-based adsorbents (synthetic zeolite, bacterial adsorption polymer, hydroxyapatite, molecular sieve, silica gel, silica alumina, etc.
  • Inorganic adsorbents such as gel-based adsorbents, porous glass, titanium silicate, etc .; powdered activated carbon, granular activated carbon, fibrous activated carbon, block activated carbon, extruded activated carbon, molded activated carbon, molecular adsorption resin, synthetic particulate Activated carbon, synthetic fibrous activated carbon, ion exchange resin (cation exchange resin, anion exchange resin, etc.), ion exchange fiber, chelate resin, chelate fiber, superabsorbent resin, superabsorbent fiber, oil absorbent resin, oil absorbent, etc.
  • known adsorbents such as organic adsorbents.
  • powdered activated carbon using silver-impregnated activated carbon with antibacterial properties powdered activated carbon using silver-impregnated activated carbon with antibacterial properties
  • granular activated carbon, fibrous activated carbon, block activated carbon, extruded activated carbon, molded activated carbon, molecular adsorption resin, synthetic granular activated carbon, and Synthetic fibrous activated carbon is preferred; powdered activated carbon and granular activated carbon using antibacterial silver-impregnated activated carbon are particularly preferred because of their high adsorption performance and easy packing into a bag-like product.
  • heavy metals including lead, copper, zinc, arsenic and the like can be removed by adsorption, it is desirable to have a cation exchange resin as the adsorbent.
  • the particle size distribution is preferably 200 ⁇ m to 1700 ⁇ m. If the particle size is too small, the water flow resistance of the filter medium increases and the flow rate becomes slow. If the particle size is too large, the surface area becomes small and the removal performance decreases.
  • the hollow fiber membrane 11 is suitably used for filtering and removing particles having a size of 0.1 ⁇ m or more including microorganisms and bacteria.
  • various porous and tubular hollow fiber membranes can be used.
  • a hollow fiber membrane made of a material can be used. Among these, considering the handleability and processing characteristics of the hollow fiber membrane, polyolefin-based hollow fiber membranes such as polyethylene and polypropylene are preferable.
  • bag material used for the bag-like object (bag).
  • a nonwoven fabric, a mesh, or the like can be used, but the structure is not particularly limited as long as the adsorbent therein does not leak to the outside.
  • non-woven fabric is desirable in consideration of availability and cost.
  • a nonwoven fabric having a basis weight (that is, a weight per unit area of the bag material) of 20 to 60 g / m 2 and a fiber diameter of 2.2 to 6.6 dtx is leaked. Therefore, the adsorbent can be used effectively, which is preferable.
  • the filling rate of the adsorbent contained in the bag-shaped object is not particularly limited, but it is preferable to satisfy the following formula: 50% ⁇ A + C ⁇ 1.6 ⁇ 90% (The filling rate of adsorbents other than cation exchange resin is A, and the filling rate of cation exchange resin is C)
  • A The filling rate of adsorbents other than cation exchange resin
  • C the filling rate of cation exchange resin
  • the “filling rate” means the ratio of the volume of the adsorbent to the internal volume of the bag-like object itself.
  • the filling rate can be calculated as follows. Specifically, the maximum amount of adsorbent that can be sealed is packed in a bag-like object, the volume (amount) of this adsorbent is measured with a graduated cylinder, and the inner volume of the bag-like object is calculated. Alternatively, the length, width, and height of the bag-like object may be measured and calculated as the internal volume of the bag-like object. When the internal volume of the bag-like object is 100, the ratio (%) occupied by the total volume of the adsorbent is calculated, and this is used as the filling rate.
  • the ratio of A (filling rate of adsorbent other than cation exchange resin) and C (filling rate of cation exchange resin) is not particularly limited, but A / C is preferably 0.25 to 1.5. Thereby, the leakage of each adsorbent is eliminated and the adsorbent can be used efficiently.
  • the lid body 7 includes a top wall portion 7 a, a peripheral wall portion 7 b, an outer peripheral edge portion 7 c, and a mounting cylinder 71.
  • the outer peripheral edge portion 7c is folded back inward in the radial direction from the lower end of the peripheral wall portion 7b and is in contact with the upper end opening edge 6d of the main case 6 from above.
  • a cylindrical mounting cylinder 71 extending downward is disposed on the inner peripheral portion of the outer peripheral edge portion 7c, and the central axis of the mounting cylinder 71 is positioned coaxially with the central axis of the main case 6 (that is, the container axis O). It is formed to do.
  • the mounting cylinder 71 is fitted into the upper end opening 6 a of the main case 6.
  • the fitting strength between the main case 6 and the lid 7 at this time is set to be larger than the fitting strength between the bottom opening 3c of the inner container 3 and the main case 6 shown in FIG.
  • the peripheral wall portion 7b of the lid body 7 (that is, the outer peripheral edge in the direction orthogonal to the container axis O) is formed larger than the outer peripheral edge (reference numeral 6e in FIGS. 2 and 3) of the upper end opening 6a of the main case 6. .
  • the minimum value of the distance between the intersections with the straight line is preferably 1 mm to 30 mm larger, and more preferably 2 mm to 10 mm larger.
  • the ceiling wall portion 7a has a convex surface that protrudes upward, and a through hole 7d that communicates the inside and the outside of the water purification cartridge 4 along the container axis O direction. Is formed. Specifically, the ceiling wall portion 7a is inclined such that the inner surface or the outer surface of the ceiling wall portion 7a, more preferably the inner surface and the outer surface, gradually increase upward as the inner wall portion 7b moves radially inward (that is, toward the central axis O).
  • the height of the lid 7 may be appropriately changed as long as it has the effects of the present invention, and is preferably 1 mm to 20 mm, for example. In this case, when the height is lower than 1 mm, the strength of the lid is insufficient, and when the height is higher than 20 mm, the lid is difficult to remove from the main case.
  • the “height dimension of the lid body 7” is the maximum value of the length in the container axis O direction on the cut surface when the lid body 7 is cut along an arbitrary plane parallel to the container axis O. Means. Further, the “height dimension of the lid body 7” does not include the height of the filter medium presser body 72 described later.
  • the water purifier 1 and the water purification cartridge 4 by this Embodiment demonstrated above there exist the following effects. That is, as shown in FIG. 1, in the water purifier 1, when raw water is supplied to the inside of the inner container 3 (raw water storage part 3 a), the raw water is the raw water of the water purification cartridge 4 attached to the bottom wall part 3 b of the inner container 3. The water is introduced from the introduction port 61 into the water purification cartridge 4.
  • the hollow fiber membrane 11 After the filter medium 10 adsorbs and removes chemical substances such as chlorine, trihalomethane, agricultural chemicals, and heavy metals such as lead, copper, zinc, and arsenic, the hollow fiber membrane 11 further causes bacteria, microorganisms, turbidity, Particulate lead or the like is filtered and led out from the purified water outlet 62 of the container bottom 6 b of the main case 6 to the purified water storage part 2 a of the outer container 2.
  • chemical substances such as chlorine, trihalomethane, agricultural chemicals, and heavy metals such as lead, copper, zinc, and arsenic
  • the hollow fiber membrane 11 further causes bacteria, microorganisms, turbidity, Particulate lead or the like is filtered and led out from the purified water outlet 62 of the container bottom 6 b of the main case 6 to the purified water storage part 2 a of the outer container 2.
  • the main case 6 by providing the main case 6 with the detachable lid 7, it is possible to prevent the contents from flowing out. And since the raw
  • the height dimension of the main case 6 can be increased by that amount, and the capacity can be increased. Therefore, it is possible to increase the capacity of the filter medium without reducing the capacity of the purified water storage section 2a and the raw water storage section 3a, and without changing the size of the purified water cartridge 4 itself, thereby reducing the replacement frequency of the filter medium. it can. And since the magnitude
  • the peripheral wall portion 7 b of the lid body 7 is larger than the outer peripheral edge 6 e of the upper end opening 6 a of the main case 6, a step is formed. Therefore, this step part becomes a finger-hanging part, and there is an advantage that the lid 7 can be easily detached from the main case 6.
  • the minimum value of the distance between the intersection of the peripheral wall portion 7b of the lid 7 and the arbitrary straight line orthogonal to the container axis O is the intersection of the upper end opening 6a and the arbitrary straight line orthogonal to the container axis O. It is preferable to form a dimension 1 to 30 mm larger than the maximum value of the distance between them, and it is more preferable to form a dimension 2 to 10 mm larger.
  • step-difference part ie, a finger
  • the outer periphery of the cover body 7 can be firmly hold
  • the air generated in the main case 6 can be concentrated on the convex portion of the top wall portion 7a, and the air pool It is possible to prevent the portion from being dispersed at a plurality of locations in the main case 6.
  • the top wall portion 7a is formed with an inclined surface or a step that gradually increases upward as the inner surface or outer surface moves from the peripheral wall portion 7b toward the radially inner side (container axis O side). Then, air can easily escape from the air reservoir portion, and when the raw water is supplied to the raw water storage portion 3a on the outer surface of the lid body 7, the raw water can hardly be left on the top wall portion.
  • the filter medium 10 and the hollow fiber membrane 11 are made into the fitting strength of the main case 6 and the cover body 7 by making it larger than the fitting strength of the bottom part opening part 3c and the main case 6.
  • the lid 7 will not be detached from the main case 6 even if the lid 7 is gripped and tried to be removed. 3 and the entire water purification cartridge 4 can be removed. Therefore, only the lid 7 is not detached from the main case 6 in the raw water storage part 3a, and the inner filter medium 10 can be prevented from being scattered in the raw water storage part 3a.
  • the water purification cartridge and the water purifier of the present embodiment it is possible to increase the capacity of the filter medium and the like while suppressing an increase in the capacity of the cartridge, thereby preventing a decrease in the capacity of the purified water storage portion 2a. In addition, there is an effect that an increase in member cost can be suppressed.
  • the water purification cartridge 4 ⁇ / b> A includes a filter medium presser 72 that extends toward the bottom of the cartridge 4 ⁇ / b> A on the mounting cylinder 71 of the top wall 7 a of the lid 7.
  • a water purification cartridge provided.
  • the filter medium pressing body 72 is substantially cylindrical and has an opening 73 on the side surface.
  • the filter medium presser 72 may be formed integrally with the mounting cylinder 71 or may be separately provided inside the mounting cylinder 71. Note that FIGS. 5A and 5B show a case where they are integrally molded.
  • the filter medium 10 accommodated in the main case 6 can be pressed from above by the lower end 72 a of the filter medium presser body 72, and the filter medium 10 is lifted to form a hollow fiber.
  • the separation from the film 11 can be suppressed. Therefore, the adhesiveness between the bag material and the main case 6 is ensured, and excellent water purification performance can be exhibited, and it is also possible to prevent air from being trapped between the filter medium 10 and the hollow fiber membrane 11. It becomes.
  • the filter medium pressing body 72 is substantially cylindrical, and can have raw water flowed through the opening 73 by having the opening 73 on the side surface. Therefore, the water purification cartridge according to the present invention can sufficiently exhibit the water purification performance of the filter medium without causing a short pass.
  • the maximum value of the length of the filter medium presser 72 in the container axis O direction is preferably 16 to 24 mm, and more preferably 18 to 22 mm, when the maximum value of the length is smaller than 16 mm.
  • the bag material cannot be sufficiently pressed, and a gap is formed between the main case and the bag material, so that water does not flow in the bag material and the water purification performance is reduced. If the maximum value of the length is larger than 24 mm, the bag material is excessively suppressed, the bag material and the main case are completely sealed, and the air between the bag material and the hollow fiber membrane does not escape and accumulates. , Filtration time will be slow.
  • the gap between the outer peripheral wall 72b of the filter medium presser 72 and the inner peripheral wall 6f of the main case 6 is preferably 0.01 to 10 mm, and preferably 0.1 to 5 mm. More preferably.
  • the gap is smaller than 0.1 mm, the water flowing from the raw water inlet 61 hardly flows, and when it is larger than 5 mm, the effect of holding the filter medium is reduced.
  • the water purification cartridge 4 has a cylindrical shape, but is not limited to the cylindrical shape, and may have, for example, a rectangular shape in a cross-sectional view. Therefore, the shape of the lid 7 is not limited to a circle, and can be appropriately changed according to the shape of the main case 6. Further, the shape of the bottom opening 3 c is not limited to a circle, and can be appropriately changed according to the shape of the main case 6. And in this Embodiment, although it is set as the structure which formed the convex surface which protrudes upwards in the top wall part 7a of the cover body 7, it is not limited to this, You may form in the flat surface.
  • the lid body 7 is configured to fit the mounting cylinder 71 inside the upper end opening 6a of the main case 6.
  • the present invention is not limited to this, for example, with respect to the upper end opening 6a.
  • An external fitting form may be used, or a screwed structure with screws may be used.
  • the filter medium 10 accommodated in a bag-like object is adopted, but it is of course possible to directly accommodate the adsorbent itself in the main case 6 without being accommodated in the bag-like object. is there.
  • the position and quantity of the through holes of the lid 7 formed for air bleeding can be set as appropriate, and the through holes can be omitted.
  • the configuration of the outer container 2, the inner container 3, and the container lid 5 of the water purifier 1 in the present embodiment can be changed as appropriate.
  • Example 1 Using a non-woven fabric (Asahi Textile Industry Co., Ltd., ES051) having a basis weight of 40 g / m 2 and a fiber diameter of 6.6 dtx, a 110 mm ⁇ 75 mm bag (bag) was prepared.
  • adsorbent granular activated carbon (Kuraray Chemical Co., Ltd., T-SCOB 20/40), ion exchange resin (Purolite Co., Ltd., C107E), chelate resin (Purolite Co., Ltd., S930 / 4922) 2.5: Mixed 5: 1.
  • As the filter medium 10 60 cc of the mixed adsorbent was weighed with a graduated cylinder and packed into the bag-like material.
  • the water purification cartridge 4 has a maximum distance of 47 mm between the intersection of the arbitrary straight line orthogonal to the container axis and the upper end opening 6d of the main case, and the arbitrary straight line orthogonal to the container axis and the lid.
  • the minimum value of the distance connecting the intersections with the peripheral wall portion 7b was 53 mm.
  • a polyethylene porous hollow fiber membrane manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., EX270TH-25, membrane area 0.28 m 2
  • the filter medium 10 is overlaid on the hollow fiber membrane 11.
  • the dimensions of the filter medium presser body 72 and the gap between the outer peripheral wall 72b of the filter medium presser body 72 and the inner peripheral wall 6f of the main case 6 were appropriately set to have the values shown in Table 1.
  • the obtained water purification cartridge 4 it implements using a pitcher type water purifier by the household water purifier test method based on JIS S3201, and performs the filtration flow rate of the filter medium 10, free residual chlorine removal capability, and free residual chlorine filtration capability evaluation. It was. “Filtration flow rate” means the time taken to pour and filter 1 L of water into a pitcher-type water purifier. In Table 1, the average value measured ten times by the above method is described as “filtration flow rate”.
  • the present invention can increase the amount of filter media and the like while suppressing an increase in the capacity of the water purification cartridge, thereby preventing a decrease in the capacity of the purified water storage section and also suppressing an increase in member cost. Since a water purification cartridge can be provided, it is extremely useful industrially.

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Abstract

メインケースと、蓋体と、を備えた浄水カートリッジであって、このメインケースは、容器軸方向における上端側が開口した有底筒状を有し、ろ材及び多孔質ろ過膜を内部に収容し、このメインケースの上筒部には原水導入口を備えており、この蓋体は、このメインケースの上端開口部分に着脱自在に装着される装着部を備え、かつこのメインケースの上端開口部分を閉塞するように構成されている浄水カートリッジ。

Description

浄水カートリッジ及び浄水器
　本発明は、本発明は比較的多量の原水を一度に浄化することができる浄水器に用いられる浄水カートリッジ、及びこれを用いた浄水器に関するものである。
　本願は、２０１２年９月２５日に、日本に出願された特願２０１２－２１０７３１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　浄水器の１つとして、主に家庭用で使用され、１～２リットル程度の比較的多量の原水を一度に浄化することができるとともに、そのまま冷蔵庫等に保管でき、カップへの注ぎ口が形成されているピッチャー型の浄水器が知られている。そして、このような浄水器には、例えば下記特許文献１に示されるように、原水貯留部と浄水貯留部との間に、多孔質ろ過膜と、活性炭、イオン交換樹脂等の吸着材（ろ材）と、を備えた浄水カートリッジが交換可能に配置されている。
　特許文献１には、浄水貯留部を有する外容器と、原水貯留部を有する内容器と、浄水カートリッジと、を有する浄水器が開示されている。特許文献１の浄水カートリッジでは、下端に浄水出口を有するメインケース内に、上流側（上端側）からろ材、多孔質ろ過膜の順に収容されており、それら吸着剤、多孔質ろ過膜が仕切り部材を介さずに充填されている。また、メインケースの上下方向の中間部分が弾性体を介して内容器に支持された構成となっている。さらに、特許文献１に記載の浄水カートリッジは、メインケースの上端開口に嵌合され、原水導入口を側面に備えた筒状のキャップを備えており、メインケースの上端開口縁を内容器の底壁部に支持させるとともに、メインケース自体は内容器の底壁部から垂下させた状態で外容器の浄水貯留部内に配置されている。
特開２００４－２３０３３５号公報
　しかしながら、上述した従来の浄水カートリッジでは、以下のような問題がある。
　すなわち、特許文献１に記載される浄水カートリッジでは、ろ材の寿命より多孔質ろ過膜の寿命が長くなる場合に、ろ材を増量することが検討される。この場合、メインケースの容量を大きくする必要があるが、内容器の底壁部から下方に突出する部分の浄水貯留部内に占める体積が増えるため、浄水貯留部に貯めることが可能な浄水容量が減ってしまうという問題がある。また、メインケース自体も大きくなり、部材コストが増大することから、その点で改善の余地がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、カートリッジの容量の増加を抑えつつ、ろ材等の収容量を増やすことができ、これにより浄水貯留部の容量の低下を防ぐことができるうえ、部材コストの増加も抑えることができる浄水カートリッジ及び浄水器を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供している。
　本発明に係る浄水カートリッジは、容器軸に沿う一端側に上端開口を有する有底筒状をなし、ろ材及び多孔質ろ過膜が収容され、前記容器軸の上端開口側部分に原水導入口を有するメインケースと、前記メインケースの上端開口に着脱自在に装着される装着部が形成されるとともに、その上端開口を閉塞する蓋体と、を備えた浄水カートリッジである。
　また本発明に係る浄水器は、上述した浄水カートリッジを備えた浄水器であって、浄水貯留部を有する外容器と、原水貯留部を有する内容器と、を有し、前記内容器の底壁部に前記浄水カートリッジの底部開口部が形成されており、前記底部開口部にメインケースが装着された浄水器である。
　本発明では、メインケースに着脱可能な蓋体を設けることにより、内容物が外部に流出するのを防止することができる。そして、前記蓋体には原水導入口が設けられず、前記蓋体はメインケースの上端開口を塞ぐことを主とした高さ寸法を低く抑えたコンパクトな天板形状であるため、その蓋体の高さ寸法を低く抑えた分だけメインケースの高さ寸法を大きくすることができ、メインケースの容量を増やすことができる。そのため、浄水貯留部や原水貯留部の容量を減少させず、且つ浄水カートリッジ自体の大きさを変えずにろ材の収容量を増やすことが可能となり、ろ材の交換頻度を少なくすることができる。しかも、浄水カートリッジ自体の大きさが変わらないので、部材コストの増加を抑えることができる。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、前記蓋体の容器軸に直交する方向の外周縁は、前記メインケースの上端開口の外周縁よりも大きく形成されていることが好ましい。　
　この場合、蓋体の外周縁がメインケースの上端開口部分の外周縁より大きいため段差が形成される。この段差部分が指掛け部となり、メインケースに対する蓋体の取り外しが容易になる利点がある。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、前記蓋体の外周縁は、前記上端開口の外周縁よりも１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下に形成されていることが好ましい。
　この場合、前記段差部分、すなわち指掛け部が十分に確保され、指が滑ることなく蓋体の外周縁をしっかりと把持することができるので、蓋体をメインケースからより容易に、且つ確実に取り外すことができる。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、前記蓋体には、浄水カートリッジの内部と外部とを連通する貫通孔が形成されていることが好ましい。
　このような構成とすることで、浄水過程においてメインケース内に収容される多孔質ろ過膜から生じるエアを、蓋体に形成される貫通孔から排出することができ、メインケース内にエア溜まりが生じることによる浄水効率の低下を防止することができる。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、前記蓋体の天壁部は、上側に突となる凸面が形成されていることが好ましい。
　これにより、メインケース内で発生する前記エアを蓋体の天壁部の凸状部分に集中させることができ、エア溜まり部分がメインケース内の複数箇所に分散するのを防ぐことができる。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、前記ろ材が袋材に収容されていることが好ましい。
　これにより、袋材を取り替えるだけで容易にろ材を交換することができる。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、前記ろ材がカチオン交換樹脂を有することが好ましい。
　これにより、鉛・銅・亜鉛・ヒ素等を始めとする重金属を吸着除去することができる。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、前記ろ材が活性炭を有することが好ましい。
　これにより、塩素やトリハロメタン、農薬等の化学物質を吸着除去することができる。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、前記ろ材がキレート樹脂を有することが好ましい。
　これにより、鉛・銅・亜鉛・ヒ素等を始めとする重金属を吸着除去することができる。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、前記蓋体には、容器軸の底部側に向けて延びるろ材押さえ体が設けられていることが好ましい。　
　本発明では、メインケースに蓋体を装着することで、メインケース内に収容されるろ材をろ材押さえ体によって上から押さえ付けることができ、ろ材が浮き上がって多孔質ろ過膜から離れるのを抑制することができる。そのため、袋材とメインケースとの密着性が確保され、優れた浄水性能を発揮することができるうえ、ろ材と多孔質ろ過膜との間にエア溜まりが生じるのを防止することも可能となる。
　また、本発明に係る浄水器では、前記メインケースと前記蓋体との嵌合強度は、前記底部開口部と前記メインケースとの嵌合強度よりも大きいことが好ましい。
　この場合、ろ材や多孔質ろ過膜を交換するために浄水カートリッジを内容器から取り外す際に、蓋体を把持して取り外そうとしても蓋体がメインケースから離脱することがなく、先にメインケースが内容器の底部開口部から離脱し、浄水カートリッジ全体を取り外すことができる。そのため、原水貯留部内で蓋体のみがメインケースから外れることがなく、内部のろ材が原水貯留部内に散らばることを防ぐことができる。
　即ち、本発明は以下に関する。
［１］メインケースと、蓋体と、を備えた浄水カートリッジであって、
　前記メインケースは、容器軸方向における上端側が開口した有底筒状を有し、ろ材及び多孔質ろ過膜を内部に収容し、前記メインケースの上筒部には原水導入口を備えており、
　前記蓋体は、前記メインケースの上端開口部分に着脱自在に装着される装着部を備え、かつ前記メインケースの上端開口部分を閉塞するように構成されている
浄水カートリッジ。
［２］　前記蓋体の天壁部は、上側に突となる凸面が形成されている［１］に記載の浄水カートリッジ。
［３］　前記蓋体は、前記天壁部に、前記メインケースに装着されたときろ材を押させるように前記メインケースの底部側に向けて延びるろ材押さえ体を備えている［１］又は［２］に記載の浄水カートリッジ。
［４］　前記容器軸に対して直交する任意の直線と前記蓋体の周壁部との交点間の距離の最小値が、記容器軸に対して直交する任意の直線と前記メインケースの上端開口部分との交点間の距離の最大値よりも大きく形成されている［１］から［３］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
［５］　前記容器軸に対して直交する任意の直線と前記蓋体の周壁部との交点間の距離の最小値と、、前記容器軸に対して直交する任意の直線と前記メインケースの上端開口部分との交点間の距離の最大値との差が、１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下に形成されている［４］に記載の浄水カートリッジ。
［６］　前記蓋体には、前記浄水カートリッジの内部と外部とを連通する貫通孔が形成されている［１］から［５］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
［７］　前記蓋体の天壁部の内面又は外面の少なくとも一方の面が、前記蓋体の周壁部から蓋体の中心軸側に向けて凸状となる頂部に向かうに従い、漸次上向きに傾斜する傾斜面をなしている［２］から［６］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
［８］　前記蓋体の天壁部の内面又は外面の少なくとも一方の面が、前記蓋体の周壁部から蓋体の中心軸側に向けて凸状となる頂部に向かうに従い、段差をなしている請求項２乃至６のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
［９］　前記ろ材押さえ体が、側面に開口部を有する筒状である［３］から［８］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
［１０］　前記ろ材押さえ体の容器軸方向における長さの最大値が、１６～２４ｍｍである［３］から［９］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
［１１］　前記ろ材押さえ体の容器軸方向に直交する任意の面で切断したときの切断面の外縁と、前記メインケースの軸方向に直交する任意の面で切断したときの切断面の内縁との間の間隙が０．０１～１０ｍｍである［３］から［１０］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
［１２］　前記ろ材が袋状の物に収容されている［１］から［１１］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
［１３］　前記ろ材がカチオン交換樹脂を含む［１］から［１２］のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
［１４］　前記ろ材が活性炭を含む［１］から［１３］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
［１５］　前記ろ材がキレート樹脂を含む［１］から［１４］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
［１６］　前記ろ材の充填率が次の式を満たす［１３］から［１５］いずれか１つに記載の浄水カートリッジ。
５０％≦Ａ＋Ｃ×１．６≦９０％　
Ａ：カチオン交換樹脂を除いたろ材の充填率　Ｃ：カチオン交換樹脂の充填率
［１７］　ＡとＣとの比であるＡ／Ｃが０．２５～１．５である［１６］に記載の浄水カートリッジ。
［１８］　［１］から［１７］のいずれか１つに記載の浄水カートリッジを備えた浄水器であって、
　浄水貯留部を有する外容器と、
原水貯留部を有する内容器と、を備え、
　　前記内容器の底壁部には、前記浄水カートリッジの底部開口部が形成されており、
　前記底部開口部には、前記メインケースが嵌合されている浄水器。
［１９］　前記メインケースと前記蓋体との嵌合強度は、前記底部開口部と前記メインケースとの嵌合強度よりも大きい［１８］に記載の浄水器。
［２０］　目付けが２０～６０ｇ／ｍ２であり、繊維径が２．２～６．６ｄｔｘである不織布からなる袋状の物に、カチオン交換樹脂及び活性炭からなる群から選択される少なくとも１つの吸着剤が収容されているろ材。
　本発明に係る浄水カートリッジ及び浄水器によれば、浄水カートリッジの容量の増加を抑えつつもろ材等の収容量を増やすことができ、これにより浄水貯留部の容量の低下を防ぐことができるうえ、部材コストの増加も抑えることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態である浄水器の全体構成を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態である浄水カートリッジの半縦断面図である。 本発明の一実施形態である浄水カートリッジのメインケースから蓋体を離脱させた状態を示す半縦断面図である。 本発明の一実施形態である浄水カートリッジの蓋体の構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態である浄水カートリッジの蓋体の構成を示す上面図である。 本発明の他の実施形態である浄水カートリッジにおける蓋体を離脱させた状態の縦断面図である。 本発明の他の実施形態である浄水カートリッジにおける蓋体を嵌合させた状態の縦断面図である。
　以下、本発明に係る浄水カートリッジ及び浄水器の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
　図１に示すように、本実施の形態の浄水器１は、浄水貯留部２ａを有する外容器２と、前記外容器２の内部に配置されるとともに原水貯留部３ａを有する内容器３と、内容器３の底壁部３ｂに着脱可能に挿嵌される略円筒状の浄水カートリッジ４と、を備えている。
なお、ここでいう略円筒状の浄水カートリッジ４は、浄水カートリッジ４における軸方向（後述する容器軸Ｏ方向）に直交する任意の横断面の形状が、真円形、卵形、長円形、楕円形等であってもよいが、浄水カートリッジの操作性から真円形であることが好ましい。
　外容器２は、上方が開口し、取っ手２１及び注ぎ口２２が一体に成形されている。外容器２には、前記外容器２の開口端を塞ぐための容器蓋５が着脱可能に設けられている。前記容器蓋５には、外容器２の注ぎ口２２を覆う部分に、容器内から注出される水圧によって容器外側に向けて開く注ぎ部５ａが設けられている。注ぎ部５ａは、ヒンジを中心に回動して注ぎ口２２を開閉可能としている。
　内容器３は、上端縁には段部（図示省略）が形成されており、前記段部を外容器２の上端開口縁に載置、係合させて外容器２内に収納される。前記内容器３の内部が上記の原水貯留部３ａを構成し、外容器２の下半部分（即ち、外容器２の内部において、内容器３と浄水カートリッジ４を除いた部分）が浄水貯留部２ａを構成する。
　また、内容器３の底壁部３ｂの好ましくは中央付近には円形の底部開口部３ｃが形成されている。浄水カートリッジ４のメインケース６は、底壁部３ｂに対して上方から液密に着脱可能に嵌合されている。
　なお、ここでいう「円形」とは、メインケース６を液密に嵌合できる形状であればよく、例えば、メインケース６の形状に合わせて、真円形、卵形、長円形、楕円形等であってもよい。
　図２に示すように、浄水カートリッジ４は、容器軸Ｏに沿う一端側（即ち、軸方向における上端側）が開口した上端開口６ａを有する有底筒状を有する。浄水カートリッジ４の内部には、袋材（即ち、袋状の物（ｂａｇ））に収容されているろ材１０、及び中空糸膜１１（多孔質ろ過膜）が収容されている。浄水カートリッジ４は、上端開口側付近（具体的には後述するメインケースの上筒部６Ａ）に複数の原水導入口６１を有する円筒形状のメインケース６と、メインケース６の上端開口６ａに着脱自在に装着される装着筒７１（装着部）が形成されるとともに、メインケース６の上端開口６ａを閉塞する蓋体７と、を備えている。
　また本実施の形態の浄水カートリッジ４は、メインケース６内にろ材１０及び中空糸膜１１が仕切り部材を介さずに充填されている。　
　ここで、前記「容器軸Ｏ」とは、メインケース６が蓋体７で被蓋された状態において、メインケース６の中心軸線と蓋体７の中心軸線とが同軸となる共通の軸を意味する。前記容器軸Ｏ方向に沿ったメインケース６側を下側といい、蓋体７側を上側といい、容器軸Ｏに直交する方向を径方向といい、容器軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
　また、本明細書及び請求の範囲における「軸方向」とは、この容器軸Ｏにそった方向を意味する。
なお、ここで、「メインケース６の中心軸線」とは、メインケース６の任意の横断面において、少なくとも１つの外縁に外接し、前記メインケース６の横断面のすべてを内包し、かつ最少半径となるように仮想円を描いたときの当該仮想円の中心を通る軸を意味する。
「蓋体７の中心軸線」とは、蓋体７の任意の横断面において、少なくとも１つの外縁に外接し、前記蓋体７の横断面のすべてを内包し、かつ最少半径となるように仮想円を描いたときの当該仮想円の中心を通る軸を意味する。
　本発明の浄水カートリッジの１つの側面は、メインケース６が、上側に位置する上述した原水導入口６１が形成された上筒部６Ａと、その上筒部６Ａの下側に位置し、容器底６ｂから中空糸膜１１及びろ材１０をその順で上に重ねて収容する下筒部６Ｂと、を備えている。
　上筒部６Ａには、周方向に沿って複数の原水導入口６１が形成されている。上筒部６Ａの上端では、上端開口６ａの内周面に蓋体７の装着筒７１が嵌合される。原水導入口６１は、図１に示す内容器３内の原水貯留部３ａ内の原水がメインケース６内に流入する部分となる。
　下筒部６Ｂには、浄水出口６２を有する容器底６ｂが着脱可能に設けられており、下筒部６Ｂのうち略下半部分には中空糸膜１１が収容され、その上の略上半部分にはろ材１０が収容される。なお、容器底６ｂは、下筒部６Ｂに対して別体で設けることに限らず、一体的に成形されていてもよい。
　メインケース６には、上筒部６Ａと下筒部６Ｂとの間の部分に周方向の全周にわたって延びる溝６ｃが形成されている。前記溝６ｃが形成される部分が内容器３の底部開口部３ｃ（図１参照）に嵌合する部分である。前記溝６ｃには、Ｏリング、ガスケット等の弾性体（図示省略）が設けられており、前記弾性体により前記底部開口部３ｃに密嵌するシール構造が形成されている。
　中空糸膜１１の総膜面積は、小さすぎるとろ過速度が遅く、かつ寿命が短いため、下限としては０．１５ｍ２～０．３ｍ２であるのが好ましい。
また、ろ材１０の量は、４０ｃｃ～１００ｃｃであることが好ましく、５０ｃｃ～７０ｃｃであることがより好ましい。　
なお、ここでいう「ろ材１０」とは、袋状の物の内部に吸着剤を詰めたものを意味する。また、「ろ材１０の量」とは、袋状の物の内部に詰められた吸着剤の量（体積）を意味する。
ろ材１０の量は、メスシリンダーに前記吸着剤を充填することによって測定する。
　また、袋状の物の内部に詰められる吸着剤としては、活性炭、イオン交換樹脂、又はイオン交換樹脂と活性炭の混合物が使用でき、吸着剤中の活性炭の割合は、吸着剤の総体積に対して１０％～９０％であることが好ましく、２０％～８０％であることがより好ましい。
　吸着剤の形状としては、粉末状吸着剤、前記粉末吸着剤を造粒した粒状吸着剤、繊維状吸着剤等が挙げられる。
このような吸着剤としては、例えば、天然物系吸着剤（天然ゼオライト、銀ゼオライト、酸性白土等）、合成物系吸着剤（合成ゼオライト、細菌吸着ポリマー、ヒドロキシアパタイト、モレキュラーシーブ、シリカゲル、シリカアルミナゲル系吸着剤、多孔質ガラス、ケイ酸チタニウム等）等の無機質吸着剤；粉末状活性炭、粒状活性炭、繊維状活性炭、ブロック状活性炭、押出成形活性炭、成形活性炭、分子吸着樹脂、合成物系粒状活性炭、合成物系繊維状活性炭、イオン交換樹脂(カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂等)、イオン交換繊維、キレート樹脂、キレート繊維、高吸収性樹脂、高吸水性繊維、吸油性樹脂、吸油剤等の有機系吸着剤等、公知の吸着剤が挙げられる。
吸着剤としては、中でも、抗菌性のある銀添着活性炭を用いた粉末状活性炭、粒状活性炭、繊維状活性炭、ブロック状活性炭、押出成形活性炭、成形活性炭、分子吸着樹脂、合成物系粒状活性炭、及び合成物系繊維状活性炭が好ましく；抗菌性のある銀添着活性炭を用いた粉末状活性炭、及び粒状活性炭が、吸着性能が高く、袋状の物に詰めやすいため特に好ましい。
また、鉛・銅・亜鉛・ヒ素等を始めとする重金属を吸着除去することができることから、吸着剤としては、カチオン交換樹脂を有することが望ましい。
特に粒状の吸着剤を用いる場合、その粒度分布は２００μm～１７００μmが好ましい。粒度が小さすぎると、ろ材の通水抵抗が大きくなり流速が遅くなる。粒度が大きすぎると、表面積が小さくなり除去性能が低下する。
　また、中空糸膜１１は、微生物及び細菌を含む０．１μｍ以上の粒状体の濾過、除去に好適に使用される。中空糸膜としては、種々の多孔質かつ管状の中空糸膜が使用でき、例えば、セルロース系、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）系、ポリビニルアルコール系、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエーテル系、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）系、ポリスルフォン系、ポリアクリロニトリル系、ポリ四弗化エチレン系、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）系、ポリカーボネイト系、ポリエステル系、ポリアミド系、芳香族ポリアミド系、等の各種材料からなる中空糸膜が使用できる。中でも、中空糸膜の取扱性や加工特性等を考慮すると、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系の中空糸膜が好ましい。
　また、袋状の物（ｂａｇ）に用いられる袋材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、等の各種材料が使用できる。袋材としては、不織布やメッシュ等が使用できるが、中の吸着剤が外に漏れない材料であれば特に構造は問わない。中でも、入手の容易性やコストを考慮すると不織布が望ましい。袋材としては、特に目付け（即ち、袋材の単位面積当たりの重量）が２０～６０ｇ／ｍ２であり、繊維径が２．２～６．６ｄｔｘである不織布が、中の吸着剤が漏れないため、吸着剤を有効に使うことができるため好ましい。
また、袋状の物が収容する吸着剤の充填率は特に限定されないが、下記の式を満たす事が好ましい
５０％≦Ａ＋Ｃ×１．６≦９０％
（カチオン交換樹脂以外の吸着剤の充填率をＡ、カチオン交換樹脂の充填率をＣ）
これにより、吸着剤としてカチオン交換樹脂を有する場合、カチオン交換樹脂が膨潤しても中の吸着剤が外に漏れることなく、高い透水性をもつことができ、吸着剤の利用効率を上げる事ができる。
なお、本明細書及び請求の範囲において、「充填率」とは、袋状の物自体の内容積に対する吸着剤の体積が占める割合を意味する。
充填率は以下のようにして算出することができる。具体的には、封ができる最大量の吸着剤を袋状の物に詰め、この吸着剤の体積（量）をメスシリンダーにて測定し、袋状の物の内容積として算出する。又は、袋状の物の縦、横、及び高さを測定しこれを袋状の物の内容積として算出してもよい。袋状の物の内容積を１００としたとき、吸着剤の総体積が占める割合（％）を算出し、これを充填率とする。
また、Ａ（カチオン交換樹脂以外の吸着剤の充填率）とＣ（カチオン交換樹脂の充填率）の比は特に限定されないが、Ａ／Ｃが０．２５～１．５であることが望ましい。これにより、各吸着剤のリークがなくなり、吸着剤を効率よく使用することができる。
　図３に示すように、蓋体７は、天壁部７ａ、周壁部７ｂ、外周縁部７ｃ、及び装着筒７１を備えている。外周縁部７ｃは、周壁部７ｂの下端から径方向の内側に折り返されて、メインケース６の上端開口縁６ｄに上方から当接している。そして、外周縁部７ｃの内周部には、下方に向けて延びる筒状の装着筒７１が、装着筒７１の中心軸線がメインケース６の中心軸線と同軸（即ち、容器軸Ｏ）に位置するように形成されている。装着筒７１は、メインケース６の上端開口６ａ内に嵌合される。
　このときのメインケース６と蓋体７との嵌合強度は、図１に示す内容器３の底部開口部３ｃとメインケース６との嵌合強度よりも大きくなるように設定されている。
　蓋体７の周壁部７ｂ（即ち、容器軸Ｏに直交する方向の外周縁）は、メインケース６の上端開口６ａの外周縁（図２及び図３の符号６ｅ）よりも大きく形成されている。とくに前記上端開口６ａの外周縁６ｅと前記容器軸に対して直交する任意の直線との交点間の距離の最大値よりも、蓋体７の周壁部７ｂと容器軸Ｏに対して直交する任意の直線との交点間の距離の最小値が、１ｍｍ～３０ｍｍ大きい寸法に形成されていることが好ましく、２ｍｍ～１０ｍｍ大きい寸法に形成されていることがより好ましい。
また、図４Ｂには蓋体４の形状が円形状に示されているが、円形に限らず、四角形、卵形、長円形、楕円形等であってもよく、操作性から円形であることが好ましい。
　なお、図４Ａ、及び図４Ｂに示すように、天壁部７ａは、上側に突となる凸面が形成され、容器軸Ｏ方向に沿って浄水カートリッジ４の内部と外部とを連通する貫通孔７ｄが形成されている。
具体的に天壁部７ａは、天壁部７ａの内面又は外面、より好ましくは内面及び外面が周壁部７ｂから径方向の内側に向かう（即ち、中心軸Ｏに向かう）に従い漸次上向きになる傾斜面又は段差が形成されている。　
　なお、蓋体７の高さ寸法としては、本発明の効果を有する限り適宜変更してもよく、例えば、１ｍｍ～２０ｍｍが好ましい。この場合、１ｍｍよりも低い場合は蓋体の強度が足りなく、２０ｍｍよりも高い場合は蓋体がメインケースから取り外し難くなる。
　なおここでいう、「蓋体７の高さ寸法」とは、蓋体７を容器軸Ｏに対して平行な任意の面で切断したときの切断面における容器軸Ｏ方向における長さの最大値を意味する。
また、「蓋体７の高さ寸法」には後述のろ材押さえ体７２の高さは含まれない。
　以上説明した本実施の形態による浄水器１及び浄水カートリッジ４によれば、以下の作用効果を奏する。
　即ち、図１に示すように、浄水器１では、内容器３の内部（原水貯留部３ａ）に原水を供給すると、原水は内容器３の底壁部３ｂに取り付けられた浄水カートリッジ４の原水導入口６１から浄水カートリッジ４内部へと導入される。そして、ろ材１０により塩素やトリハロメタン、農薬等の化学物質、さらには鉛・銅・亜鉛・ヒ素等を始めとする重金属が吸着除去された後、さらに中空糸膜１１により細菌や微生物、濁質、粒子状鉛等が濾過され、メインケース６の容器底６ｂの浄水出口６２から外容器２の浄水貯留部２ａへと導出される。
　本実施の形態では、メインケース６に着脱可能な蓋体７を設けることにより、内容物が外部に流出するのを防止することができる。そして、蓋体７には原水導入口６１が設けられず、メインケース６の上端開口６ａを塞ぐことを主とした高さ寸法を低く抑えたコンパクトな天板形状となるので、その低く抑えた分だけメインケース６の高さ寸法を大きくすることができ、容量を増やすことができる。
　そのため、浄水貯留部２ａや原水貯留部３ａの容量を減少させず、且つ浄水カートリッジ４自体の大きさを変えずにろ材の収容量を増やすことが可能となり、ろ材の交換頻度を少なくすることができる。
　しかも、浄水カートリッジ４自体の大きさが変わらないので、部材コストの増加を抑えることができる。
　また、蓋体７の周壁部７ｂがメインケース６の上端開口６ａの外周縁６ｅよりも大きいため、段差が形成される。そのため、この段差部分が指掛け部となり、メインケース６に対する蓋体７の取り外しが容易になる利点がある。
　とくに、蓋体７の周壁部７ｂと容器軸Ｏに対して直交する任意の直線との交点間の距離の最小値が、上端開口６ａと容器軸Ｏに対して直交する任意の直線との交点間の距離の最大値よりも、１～３０ｍｍ大きい寸法に形成することが好ましく、２～１０ｍｍ大きい寸法に形成することがより好ましい。このようにすることで、前記段差部分、すなわち指掛け部が十分に確保され、指が滑ることなく蓋体７の外周縁をしっかりと把持することができる。そのため、蓋体７をメインケース６からより容易に、且つ確実に取り外すことができる。
　また、蓋体７に容器内部と外部とを連通する貫通孔を設けることで、浄水過程においてメインケース６内に収容される中空糸膜１１から生じるエアを、蓋体７に形成される貫通孔から排出することができ、メインケース６内にエア溜まりが生じることによる浄水効率の低下を防止することができる。　
　また、蓋体７の天壁部７ａを上側に突となる凸面に形成することにより、メインケース６内で発生する前記エアを天壁部７ａの凸状部分に集中させることができ、エア溜まり部分がメインケース６内の複数箇所に分散するのを防ぐことができる。
また、天壁部７ａは、内面又は外面が周壁部７ｂから径方向の内側（容器軸Ｏ側）に向かうに従い漸次上向きになる傾斜面又は段差が形成されていることにより、蓋体７の内面ではエア溜まり部からエアが抜けやすくなり、蓋体７の外面では原水貯留部３ａに原水が供給された際に、原水が天壁部に残り難くすることができる。
　また、本実施の形態では、メインケース６と蓋体７との嵌合強度は、底部開口部３ｃとメインケース６との嵌合強度よりも大きくすることで、ろ材１０や中空糸膜１１を交換するために浄水カートリッジ４を内容器３から取り外す際に、蓋体７を把持して取り外そうとしても蓋体７がメインケース６から離脱することがなく、先にメインケース６が内容器３の底部開口部３ｃから離脱し、浄水カートリッジ４全体を取り外すことができる。そのため、原水貯留部３ａ内で蓋体７のみがメインケース６から外れることがなく、内部のろ材１０が原水貯留部３ａ内に散らばることを防ぐことができる。
　このように本実施の形態の浄水カートリッジ及び浄水器では、カートリッジの容量の増加を抑えつつも、ろ材等の収容量を増やすことができ、これにより浄水貯留部２ａの容量の低下を防ぐことができるうえ、部材コストの増加も抑えることができるという効果を奏する。
　次に、本発明の浄水カートリッジ及び浄水器による他の実施形態について、図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
（第２の実施の形態）
　図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第２の実施の形態の浄水カートリッジ４Ａは、蓋体７の天壁部７ａの装着筒７１に、カートリッジ４Ａの底部側に向けて延びるろ材押さえ体７２を設けた浄水カートリッジである。ろ材押さえ体７２は、略筒状で、側面に開口部７３を有する。　
　ろ材押さえ体７２は、装着筒７１に一体的に成形されていてもよく、装着筒７１の内側に別に備えられていてもよい。なお、　図５Ａ及び図５Ｂでは、一体的に成形されている場合を示す。
　この場合、メインケース６に蓋体７を装着することで、メインケース６内に収容されるろ材１０をろ材押さえ体７２の下端７２ａによって上から押さえ付けることができ、ろ材１０が浮き上がって中空糸膜１１から離れるのを抑制することができる。そのため、袋材とメインケース６との密着性が確保され、優れた浄水性能を発揮することができるうえ、ろ材１０と中空糸膜１１との間にエア溜まりが生じるのを防止することも可能となる。
また、ろ材押さえ体７２は、略筒状で、側面に開口部７３を有することで、開口部７３を通って原水を流入させることができる．そのため、本発明に係る浄水カートリッジでは、ショートパスを起こさず、ろ材の浄水性能を十分に発揮することができる。
また、ろ材押さえ体７２の、容器軸Ｏ方向における長さの最大値は１６～２４ｍｍであることが好ましく、１８～２２ｍｍであることがさらに好ましい前記長さの最大値が１６ｍｍよりも小さい場合には、袋材を十分に押さえつけることができず、メインケースと袋材の間に隙間ができてしまい、袋材中に水が流れなくなり、浄水性能がさがってしまう。前記長さの最大値が２４ｍｍよりも大きい場合は袋材を強く抑えすぎてしまい、袋材とメインケースが完全に密閉され、袋材と中空糸膜の間の空気が抜けずに溜まってしまい、ろ過時間が遅くなってしまう。
　また、本発明に係る浄水カートリッジでは、ろ材押さえ体７２の外周壁７２ｂと、メインケース６の内周壁６ｆとの間の間隙が、０．０１～１０ｍｍであることが好ましく、０．１～５ｍｍであることがさらに好ましい。前記間隙が、０．１ｍｍより小さい場合は、原水導入口６１から流入する水が流れにくく、また、５ｍｍより大きい場合は、ろ材を押さえる効果が低下する。
　なお、本発明の技術範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、上述の実施の形態では、浄水カートリッジ４を円筒形状としているが、前記円筒形状に限定されることはなく、例えば断面視で四角形状をなしていてもよい。そのため、蓋体７の形状も円形に限らず、メインケース６の形状に合わせて適宜変更することが可能である。また、底部開口部３ｃの形状も円形に限らず、メインケース６の形状に合わせて適宜変更することが可能である。そして、本実施の形態では蓋体７の天壁部７ａに上側に突となる凸面を形成させた構成としているが、これに限定されず、平坦面に形成されていても良い。
　また、本実施の形態では、蓋体７は装着筒７１をメインケース６の上端開口６ａの内側に嵌合させる構成としているが、これに限定されることはなく、例えば上端開口６ａに対して外嵌させる形態でも良いし、ねじによる螺着構造とすることも可能である。
　さらに、本実施の形態では、袋状の物に収容されたろ材１０を採用しているが、袋状の物に収容せずに吸着剤自体を直接メインケース６に収納することも勿論可能である。
　さらにまた、エア抜き用として形成される蓋体７の貫通孔の位置や数量は適宜設定することができ、また前記貫通孔は省略することも可能である。
　また、本実施の形態における浄水器１の外容器２、内容器３、容器蓋５の大きさ、形状等の構成は、適宜変更することが可能である。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
　以下、本発明の実施例について説明する。
［実施例１～５］
目付けが４０ｇ／ｍ２であり、繊維径が６．６ｄｔｘである不織布（アサヒ繊維工業株式会社製、ＥＳ０５１）を用いて、１１０ｍｍ×７５ｍｍの袋状の物（ｂａｇ）を作成した。吸着剤として、粒状活性炭（クラレケミカル株式会社製、Ｔ－ＳＣＯＢ　２０／４０）、イオン交換樹脂（ピュロライト株式会社製、Ｃ１０７Ｅ）、キレート樹脂（ピュロライト株式会社製、Ｓ９３０／４９２２）を２．５：５：１で混合した。ろ材１０として、混合した吸着剤をメスシリンダーで６０ｃｃ量りとり、前記袋状の物に詰めた。
浄水カートリッジ４は、容器軸に対して直交する任意の直線とメインケースの上端開口部６ｄとの交点間を結んだ距離の最大値を４７ｍｍ、容器軸に対して直交する任意の直線と蓋体の周壁部７ｂとの交点間を結んだ距離の最小値を５３ｍｍとした。中空糸膜１１として、ポリエチレン多孔質中空糸膜（三菱レイヨン株式会社製、ＥＸ２７０ＴＨ－２５、膜面積０．２８ｍ２）をメインケースに装着し、中空糸膜１１の上に重ねて、ろ材１０を配置した。
　なお、ろ材押さえ体７２の寸法と、ろ材押さえ体７２の外周壁７２ｂとメインケース６の内周壁６ｆとの間の間隙は、表１に記載の値となるように適宜設定した。
　得られた浄水カートリッジ４について、ＪＩＳ　Ｓ３２０１に準拠した家庭用浄水器試験方法でピッチャー型浄水器を用いて実施し、ろ材１０のろ過流量、遊離残留塩素除去能力及び遊離残留塩素ろ過能力評価を行った。
「ろ過流量」とは、ピッチャー型浄水器に１Ｌの水を注ぎ、ろ過するのにかかった時間を意味する。なお、表１では、上記方法にて１０回測定した平均値を「ろ過流量」として記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
本発明は、浄水カートリッジの容量の増加を抑えつつもろ材等の収容量を増やすことができ、これにより浄水貯留部の容量の低下を防ぐことができるうえ、部材コストの増加も抑えることができる浄水カートリッジを提供できるので、産業上極めて有用である。
１　浄水器
２　外容器
２ａ　浄水貯留部
３　内容器
３ａ　原水貯留部
３ｃ　底部開口部
４、４Ａ　浄水カートリッジ
５　容器蓋
６　メインケース
６ａ　上端開口
６ｄ　上端開口縁
６ｅ　メインケースの外周縁
７　蓋体
７ａ　天壁部
７ｂ　周壁部
１０　ろ材
１１　中空糸膜（多孔質ろ過膜）
６１　原水導入口
６２　浄水出口
７１　装着筒（装着部）
７２　ろ材押さえ体
７３　開口部
Ｏ　容器軸

Claims (20)

  1. メインケースと、蓋体と、を備えた浄水カートリッジであって、
    　前記メインケースは、容器軸方向における上端側が開口した有底筒状を有し、ろ材及び多孔質ろ過膜を内部に収容し、前記メインケースの上筒部には原水導入口を備えており、
    　前記蓋体は、前記メインケースの上端開口部分に着脱自在に装着される装着部を備え、かつ前記メインケースの上端開口部分を閉塞するように構成されている
    浄水カートリッジ。
  2. 　前記蓋体の天壁部は、上側に突となる凸面が形成されている請求項１に記載の浄水カートリッジ。
  3. 　前記蓋体は、前記天壁部に、前記メインケースに装着されたときろ材を押させるように前記メインケースの底部側に向けて延びるろ材押さえ体を備えている請求項１又は２に記載の浄水カートリッジ。
  4. 　前記容器軸に対して直交する任意の直線と前記蓋体の周壁部との交点間を結んだ距離の最小値が、前記容器軸に対して直交する任意の直線と前記メインケースの上端開口部分との交点間を結んだ距離の最大値よりもよりも大きく形成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  5. 　前記容器軸に対して直交する任意の直線と前記蓋体の周壁部との交点間を結んだ距離の最小値と、前記容器軸に対して直交する任意の直線と前記メインケースの上端開口部分との交点間を結んだ距離の最大値との差が、１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下に形成されている請求項４に記載の浄水カートリッジ。
  6. 　前記蓋体には、前記浄水カートリッジの内部と外部とを連通する貫通孔が形成されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  7. 　前記蓋体の天壁部の内面又は外面の少なくとも一方の面が、前記蓋体の周壁部から蓋体の中心軸側に向けて凸状となる頂部に向かうに従い、漸次上向きに傾斜する傾斜面をなしている請求項２乃至６のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  8. 　前記蓋体の天壁部の内面又は外面の少なくとも一方の面が、前記蓋体の周壁部から蓋体の中心軸側に向けて凸状となる頂部に向かうに従い、段差をなしている請求項２乃至６のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  9. 　　前記ろ材押さえ体が、側面に開口部を有する筒状である請求項３乃至８のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  10. 　　前記ろ材押さえ体の容器軸方向における長さの最大値が、１６～２４ｍｍである項３乃至９のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  11. 　　前記ろ材押さえ体の容器軸方向に直交する任意の面で切断したときの切断面の外縁と、前記メインケースの容器軸方向に直交する任意の面で切断したときの切断面の内縁との間の間隙が０．０１～１０ｍｍである項３乃至１０のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  12. 　前記ろ材が袋状の物に収容されている請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  13. 　前記ろ材がカチオン交換樹脂を含む請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  14. 　前記ろ材が活性炭を含む請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  15. 　前記ろ材がキレート樹脂を含む請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
  16. 　　前記ろ材の充填率が次の式を満たす請求項１３乃至１５いずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
    ５０％≦Ａ＋Ｃ×１．６≦９０％　
    Ａ：カチオン交換樹脂を除いたろ材の充填率　Ｃ：カチオン交換樹脂の充填率
  17. ＡとＣとの比であるＡ／Ｃが０．２５～１．５である請求項１６に記載の浄水カートリッジ。
  18. 　請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の浄水カートリッジを備えた浄水器であって、
    　浄水貯留部を有する外容器と、
    原水貯留部を有する内容器と、を備え、
    　前記内容器の底壁部には、前記浄水カートリッジの底部開口部が形成されており、
    前記底部開口部には、前記メインケースが嵌合されている浄水器。
  19. 　前記メインケースと前記蓋体との嵌合強度は、前記底部開口部と前記メインケースとの嵌合強度よりも大きい請求項１８に記載の浄水器。
  20. 　目付けが２０～６０ｇ／ｍ２であり、繊維径が２．２～６．６ｄｔｘである不織布からなる袋状の物に、カチオン交換樹脂及び活性炭からなる群から選択される少なくとも１つの吸着剤が収容されているろ材。
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