JP2004305796A - 浄水器 - Google Patents

Abstract

【課題】浄化性能が向上し、長寿命化が図れる浄水器を提供すること。
【解決手段】浄水器Ａを、注入口１３ａと抽出口１４ａとを備えた外部ケース１０と、外部ケース１０の内部に設けられ、注入口１３ａから注入される水を内部に流入させる流入口２４と、内部に流入した水を抽出口１４ａ側に流出させる流出口とを有する内部ケース２０で構成した。そして、流入口２４を塞ぐようにして繊維状活性炭とイオン交換繊維とで構成したフィルター２８を内部ケース２０の外周面下部側に設け、フィルター２８の外周面側を含む外部ケース１０と内部ケース２０の間の空間に活性炭２９を充填した。また、内部ケース２０内に両端開口部が流出口を構成する中空糸膜３２を設けた。また、外部ケース１０を、外部ケース本体１１と底蓋１２で構成して、内部ケース２０の外側面に係合突部２５を形成し、底蓋１２と係合突部２５とで、フィルター２８を固定した。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水等の水を濾過するために使用される浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、家庭等においては、例えば、水道水を使用する場合に、水道管における蛇口近傍に浄水器を取り付けて水道から供給される水を濾過した後に、飲料用や料理用の浄化水として使用することが行われている（例えば、特許文献１参照）。この浄水器は、円筒状の本体と、本体の上部開口を蓋するキャップと、本体の下部開口を蓋する底蓋とからなる外部ケースを備えており、キャップの上面には、水道から供給される水道水を注入する注入口と濾過された浄化水を蛇口に送る抽出口が設けられている。
【０００３】
そして、外部ケースの内部には、注入口と抽出口とを遮断するようにして円筒状の内部ケースが設けられている。内部ケースの下部開口は、外部ケースの内周面における下端側部分に取り付けられたフィルターによって塞がれ、内部ケースの上部開口はポッティング部によって塞がれている。そして、外部ケースと内部ケースとの間に形成される空間部には活性炭が充填され、内部ケースの内部には、中空糸膜が収容されている。この中空糸膜の開口部はポッティング部に固定されて抽出口に連通している。
【０００４】
したがって、水道水が注入口から浄水器内に注入されると、まず、活性炭によって濾過され、ついで、フィルターで濾過されたのちに、内部ケースの下端から内部ケース内に入り、中空糸膜で濾過されながら中空糸膜の外部から内部に浸入する。そして、中空糸膜の内部を通過してポッティング部に固定された開口部から抽出口に進み、浄化水として蛇口から取り出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３３３４４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の浄水器では、内部ケースの下面が開口して、その開口全体を塞ぐようにフィルターが設けられているが、フィルターにおける水道水が通過する部分は限られておりフィルター全体の効果的な使用がなされていないという問題がある。すなわち、このフィルターは、帯状の繊維状活性炭を渦巻状にして構成したもので、水道水が流れる上下方向に指向性を有している。このため、このようなフィルターにおいては、最初に水道水が通過してその部分に通路ができると続いて送られる水道水も同じ部分を通過するようになり、フィルター全体に満遍なく水道水を通過させることは困難である。このため、浄水器の浄化性能が低く、寿命が短いという問題が生じている。
【０００７】
【発明の概要】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、浄化性能が向上し、長寿命化が図れる浄水器を提供することである。
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる浄水器の構成上の特徴は、注入口と抽出口とを備えた外部ケースと、外部ケースの内部に設けられ、注入口から外部ケース内に注入される水を内部に流入させる流入口と、内部に流入した水を外部ケースの抽出口側に流出させる流出口とを有する内部ケースと、外部ケースと内部ケースとの間に形成される空間部に充填された粒状の活性炭層と、内部ケース内に設けられ、開口部が流出口または流入口を構成する中空糸膜とを備えた浄水器であって、流入口を内部ケースの周側面における下部側に設け、内部ケースに流入口を塞ぐ繊維状濾材を設けたことにある。
【０００９】
前記のように構成した本発明の浄水器では、注入口から注入された水は、活性炭で濾過されたのちに、繊維状濾材を通過して流入口から内部ケース内に入るか、または、繊維状濾材を通過して一旦外部ケースの底部側に進んだのちに上昇して再度繊維状濾材を通過して流入口に進む。すなわち、流入口が内部ケースの周側面における下部側部分に設けられて、内部ケースの底部は閉塞されているため、繊維状濾材を通過する水は、流入口の上部側から内部ケース内に浸入したり、外部ケースの底部に進んだのちに流入口の下部側から内部ケース内に浸入したりする。
【００１０】
このため、水は分散した状態で、繊維状濾材の各部分から内部ケース内に浸入するようになり、繊維状濾材全体で水の濾過が行われるようになる。この結果、浄水器の浄化性能が向上するとともに、寿命が長くなる。なお、この場合、流入口は、内部ケースの周側面における下端部近傍に周面に沿って複数個を一定間隔で設けることが好ましく、その大きさも所定の大きさ以上にならないように設定することが好ましい。また、繊維状濾材は、内部ケースの外側面に設けることが好ましいが、内部ケースの内側面に設けたり、流入口に嵌め込むようにしたりすることもできる。さらに、繊維状濾材を内部ケースの外側面や内側面に設ける場合には、繊維状濾材をロール状に形成し、複数の流入口をそのロールの内周面に沿って設けることが好ましい。
【００１１】
また、中空糸膜としては、開口部が内部ケースの流入口または流出口を構成するものを用い、内部ケースを通過する水が中空糸膜の壁面を通過して濾過されるようにする。この場合の中空糸膜の一端は閉塞して、開口部は、中空糸膜の他端だけに設けてもよいし両端に開口部を設けてもよい。
【００１２】
また、本発明にかかる浄水器の他の構成上の特徴は、中空糸膜の両端に開口部を設け、両端の開口部で流出口を構成したことにある。これによると、両端の開口部が流出口を構成するため、流入口から内部ケース内に入った水は、中空糸膜の外壁面から中空糸膜の内部に入り両端の開口部から出て行くようになる。したがって、開口部で構成される流出口の面積が大きくなり、水の流れがスムーズになる。また、この場合、一方の端部を閉塞することなく、開口した両端部を束ねて流出口を構成できるため、製造が容易になる。
【００１３】
また、本発明にかかる浄水器のさらに他の構成上の特徴は、外部ケースを、下面が開口した外部ケース本体と開口を閉塞する底蓋とで構成するとともに、内部ケースの外側面における流入口の上方に係合突部を形成し、底蓋と係合突部とで、繊維状濾材を固定したことにある。これによると、繊維状濾材の取り付けが、上端部を係合突部に接触させて繊維状濾材を内部ケースの外側面に位置合わせし、その状態で底蓋を外部ケース本体に取り付けるだけですむため極めて容易になる。
【００１４】
また、本発明にかかる浄水器のさらに他の構成上の特徴は、繊維状濾材と外部ケースの内側面との間に空間部を形成し空間部に活性炭を充填したことにある。
これによると、注入口から注入された水は、繊維状濾材の上方に充填された活性炭で濾過されたのちに、繊維状濾材の上部から下部または上部から横方向の流入口側に通過するだけでなく、繊維状濾材の外周面側に回り込んで繊維状濾材を略水平方向に通過することもできるようになる。これによって、さらに、水の繊維状濾材を通過する部分が増え、より効果的な濾過が可能になる。
【００１５】
本発明にかかる浄水器のさらに他の構成上の特徴は、繊維状濾材を、繊維状活性炭とイオン交換繊維とで構成したことにある。これによると、例えば、水道から供給される水道水が含む各種の不純物を効果的に除去することができる。すなわち、粒状の活性炭は、水道水が含む汚染物質、塩素臭、トリハロメタン等を除去し、中空糸膜は赤錆、鉛、雑菌等を除去する。そして、繊維状濾材の繊維状活性炭は、水道水に含まれる残留塩素を除去することができ、イオン交換繊維はイオン化した鉄や鉛の成分を除去することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１ないし図３は、同実施形態による浄水器Ａを示している。この浄水器Ａでは、外郭部を構成する外部ケース１０が、有天円筒状の外部ケース本体１１と、外部ケース本体１１の下部開口を蓋する底蓋１２とで構成されており、その外部ケース１０の内部に有底筒状の内部ケース２０が同軸的に設けられている。外部ケース１０および内部ケース２０はともに樹脂で構成されている。
【００１７】
外部ケース本体１１の上面における周縁部近傍からは、水道に接続されて水道から供給される水道水を注入するための注入口１３ａを備えた接続部１３が上方に向って延びており、外部ケース本体１１の上面中央からは蛇口側の配管に接続されて濾過された浄化水を蛇口におくるための抽出口１４ａを備えた接続部１４が上方に向って延びている。また、外部ケース本体１１の下面（天井面）からは、外部ケース本体１１と同軸的に形成されたリング状突部１５が下方に向って延びている。そして、外部ケース本体１１の外周面における下端側部分にはねじ１６ａが形成されており、ねじ１６ａを底蓋１２の内周面に形成されたねじ１６ｂに係合させることにより、外部ケース本体１１と底蓋１２とが組み付けられている。
【００１８】
また、外部ケース本体１１の外側面におけるねじ１６ａの下側部分には、円周に沿って溝部が形成され、この溝部内にＯリング１７が取り付けられている。このＯリング１７によって、外部ケース本体１１の外周面と底蓋１２の内周面との間はシールされて密閉状態になっている。また、底蓋１２の底部内面は中央部が低く周縁部が高くなった曲面に形成されており、その周縁部側の部分に、水平になった平面部１８が円周に沿って形成されている。
【００１９】
内部ケース２０は、上端部に形成された筒状の開口縁部２１が下方の本体部分よりも大径に形成されており、その外周面における上部側に溝部が円周に沿って形成され、この溝部内にＯリング２２が取り付けられている。そして、開口縁部２１の下端部に係合用のフランジ部２３が円周に沿って設けられている。また、内部ケース２０の下端部に近い部分には、複数の流入口２４が円周に沿って一定間隔で設けられている。そして、内部ケース２０の外周面における流入口２４の上方部分には係合突部２５が円周に沿って設けられている。
【００２０】
内部ケース２０は、開口縁部２１をリング状突部１５の内部に差し込み、下端部を底蓋１２に支受させて外部ケース１０内に固定されている。すなわち、外部ケース本体１１内に内部ケース２０を入れて、外部ケース本体１１に底蓋１２を回転させながら取り付けると、内部ケース２０は、底蓋１２によって上方に押し上げられながら開口縁部２１をリング状突部１５に係合させる。その際、Ｏリング２２によって、開口縁部２１の外周面とリング状突部１５の内周面との間はシールされて密閉状態になる。
【００２１】
また、フランジ部２３の上面には、水を通過させる孔（図示せず）を備えた支持プレート２６が、開口縁部２１の外周面と外部ケース本体１１の内周面との間を塞ぐように取り付けられている。そして、支持プレート２６の上面にポリプロピレンからなる不織布２７が取り付けられている。また、内部ケース２０の外周面の下端側には、本発明の繊維状濾材としてのフィルター２８が流入口２４を塞ぐようにして取り付けられている。
【００２２】
フィルター２８は、内部ケース２０の外周面に沿うロール状に形成されており、上面の内周縁部を係合突部２５の下面に当て、下面の外周縁部を平面部１８に当てた状態で固定されている。また、フィルター２８の下端部は、流入口２４の下端部よりもやや下方に位置するように位置決めされ、フィルター２８の高さは、流入口２４の高さの略２倍に設定されている。フィルター２８は、石炭ピッチ系炭素繊維からなる繊維状活性炭と、アクリル繊維からなるイオン交換繊維とで構成されている。
【００２３】
また、外部ケース１０と内部ケース２０との間における支持プレート２６とフィルター２８の間およびフィルター２８の外周側部分には、ヤシ殻からなる粒状の活性炭２９が充填されている。そして、内部ケース２０の内部には、両端側部分の外周面がポッティング部３１に固定されて、開口をポッティング部３１の上面に露呈させた中空糸膜３２が設けられている。ポッティング部３１は、開口縁部２１の内周側に固定されて、開口縁部２１の開口における中空糸膜３２の開口以外の部分を閉塞している。また、中空糸膜３２の周囲には、ポリエステルからなる不織布３３が設けられている。
【００２４】
中空糸膜３２は、ポリスルフォンからなっており、全体に複数の微細孔が形成されている。このため、内部ケース２０内に水が入ると、水は微細孔を通過して中空糸膜３２の内部に進み、粒子の大きな不純物等は、捕捉されて中空糸膜３２の外周面または壁部内に残留する。そして、中空糸膜３２の内部に進んだ水は、ポッティング部３１の上方に出て抽出口１４ａから蛇口へと流れて行く。
【００２５】
このように構成された浄水器Ａの組み立ては、次のようにして行われる。まず、内部ケース２０のフランジ部２３の上面に、支持プレート２６と不織布２７とを設置したのち、中空糸膜３２やＯリング２２が設けられた内部ケース２０を外部ケース本体１１内に入れて、その開口縁部２１をリング状突部１５内に差し込む。これによって、不織布２７および支持プレート２６が固定されるとともに、開口縁部２１の外周面とリング状突部１５の内周面との間は密閉された状態になる
【００２６】
つぎに、外部ケース本体１１の上下を反転させた状態で、外部ケース本体１１内に活性炭２９を投入して、外部ケース本体１１の内周面と内部ケース２０の外周面との間に形成された空間部に活性炭２９を充填させる。ついで、フィルター２８を内部ケース２０の上部外周に取り付けて、その下端内周縁部を係合突部２５に接触させる。この場合フィルター２８の外周面側にも活性炭２９が充填されるようにしておく。そして、外部ケース本体１１の溝部にＯリング１７を取り付けて、ねじ１６ａ，１６ｂを係合させて外部ケース本体１１に底蓋１２を組み付ける。
【００２７】
この際、底蓋１２は、内部ケース２０の上端を押圧して開口縁部２１をリング状突部１５内により深く係合させるとともに、平面部１８でフィルター２８の上端外周縁部を押圧して、フィルター２８を固定する。また、外部ケース本体１１の外周面と底蓋１２の内周面との間はＯリング１７によって密閉された状態になる。これによって、浄水器Ａが組み立てられ、その上下方向を反転することにより図２および図３の状態になる。
【００２８】
そして、浄水器Ａを使用する際には、一端が水道管に接続されたホース等の配管の他端を接続部１３に接続するとともに、一端が蛇口側の配管に接続されたホース等の配管の他端を接続部１４に接続する。そして、蛇口に設けられた水栓を開けることにより、水道管の水は浄水器Ａ内を通過したのちに蛇口から放水される。この場合、水道管側から注入口１３ａを通って浄水器Ａ内に入った水は、まず不織布２７によって異物を捕捉されたのちに、支持プレート２６の孔を通過して活性炭２９が充填された部分に進む。そして、その水は、活性炭２９中を通過する間に、塩素臭やトリハロメタン等の汚染物質が捕捉除去され、そののちにフィルター２８内に浸入する。
【００２９】
フィルター２８においては、鉄や鉛のイオン化した成分やまだ水中に残留している塩素等が除去されて、水はフィルター２８から出て行く。この場合、上部からフィルター２８内に浸入した水は、フィルター２８の内周面から複数の流入口２４を通過して内部ケース２０内に浸入するか、フィルター２８を通過してフィルター２８の下方の空間部に進む。また、フィルター２８の外周面からフィルター２８内に浸入した水も、同様に、フィルター２８の内周面から複数の流入口２４を通過して内部ケース２０内に浸入する。
【００３０】
内部ケース２０内に入った水は、不織布３３を通過したのちに、中空糸膜３２の外部から微細孔を通過して内部に進み、このときに、赤錆や雑菌等が除去される。また、この中空糸膜３２の微細孔の直径は、略０．１μｍ程度に設定されており、それよりも大きな粒子も中空糸膜３２によって捕捉される。そして、中空糸膜３２内に入った水は、ポッティング部３１の上面に開口した開口部から内部ケース２０の上方に出ていく。内部ケース２０から出た水は、抽出口１４ａを通過したのちに、配管を介して蛇口から浄化水として放出され飲料水や他の用途に使用される。
【００３１】
つぎに、本発明の浄水器Ａと従来例による浄水器とを用いて双方の濾過能力のテストを行った。その結果を、図４のグラフに示した。この場合の従来例の浄水器としては、内部ケースの下面を開口するとともに、底面部と周側部とからなり全体に複数の流入口が形成された底部カバーを内部ケースの下端に取り付けたものを使用した。そして、フィルター２８は用いず、外部ケースと内部ケースとの間の空間部には、すべて粒状の活性炭を充填し、それ以外の部分の構成については、浄水器Ａと同一にした。
【００３２】
テストは、ＪＩＳ Ｓ ３２０１濁りろ過能力試験に従って実施した。すなわち、各浄水器に試料水（濁度２度）を供給し、そのときの１分当たりの濾過流量と、濾過流量を合計した総濾過流量との関係を比較することによって行った。各浄水器が備えるフィルター等に目詰まりが生じると、その目詰まりの進行に応じて単位時間当たりに各浄水器を通過する濾過流量が減少していく。このため、１分間の濾過流量が１．２５Ｌになったときを各浄水器の寿命として、図４の寿命線ａに達したときの各浄水器の合計濾過流量を比較した。図４においては、線ｂが浄水器Ａの結果を示し、線ｃが従来例の浄水器の結果を示している。
【００３３】
このテスト結果では、浄水器Ａは、寿命線ａに達するまでに、２４３００Ｌの水道水が濾過でき、従来例の浄水器は、２２１００Ｌの水道水が濾過できた。この結果から、浄水器Ａは、従来例の浄水器よりも寿命が略１０％長いことが分かる。また、浄水器Ａと従来例の浄水器との組み立て工数を比較したところ、浄水器Ａでは９工程で、従来例の浄水器では１３工程であった。これから浄水器Ａの方が従来例の浄水器よりも組み立てが容易であることがわかる。
【００３４】
このように、本発明にかかる浄水器Ａでは、外部ケース１０内に入った水が内部ケース２０内に入るための流入口２４が内部ケース２０の外周面における下部側部分に設けられ、その周囲にフィルター２８が形成されている。そして、このフィルター２８は水が流入口２４側に進行するときの進行方向に直交する方向にシートを積層させてロール状に形成されている。このため、水はフィルター２８を上部から下部に向って通過する際には、ある部分に偏った通路を通過しやすくなるが、これでは、流入口２４には浸入できず、必ずフィルター２８を構成するシートの各層を厚み方向に横切るようになる。
【００３５】
また、フィルター２８の外周面側にも活性炭２９が充填されているとともに、フィルター２８の下方には空間部が形成されているため、水がフィルター２８から流入口２４に抜け出る際には、水はフィルター２８の上部から中央部分に進んだのちに流入口２４に進んだり、フィルター２８の外周面側からフィルター２８を横切って流入口２４に進んだりすることができる。また、一旦フィルター２８の下方に出たのちにフィルター２８の下部から流入口２４に進んだりすることもできる。このため、フィルター２８全体に満遍なく水が通過するようになり、フィルター２８による濾過が効果的に行われる。この結果、浄水器Ａの浄化性能が向上するとともに、浄水器Ａの寿命も従来品と比べて長くなる。
【００３６】
また、フィルター２８の取り付けが、フィルター２８を内部ケース２０の下部側に取り付けて外部ケース本体１１に底蓋１２を係合させるだけであるため、簡単である。また、その際、フィルター２８は、係合突部２５と底蓋２８の平面部１８とによって適正な位置に固定される。また、同様に内部ケース２０の取り付けも、開口縁部２１をリング状突部１５内に位置決めした状態で内部ケース２０を外部ケース本体１１内に設置し、外部ケース本体１１に底蓋１２を係合させるだけであるため簡単である。この場合も、内部ケース２０はリング状突部１５と底蓋１２によって適正な状態で固定される。
【００３７】
さらに、フィルター２８が、繊維状活性炭とイオン交換繊維とからなる原料で構成されているため、活性炭２９や中空糸膜３２では除去できないイオン化成分の除去も可能になる。これによって、浄水器Ａで浄化された水は殆どの不純物を除去されて蛇口から放出される。この結果、この浄化水を飲料水として飲めばおいしさや安全性が向上し、他の用途で用いても安全できれいな水として使用できる。
【００３８】
また、本発明にかかる浄水器Ａは、前述したものに限るものでなく、適宜変更実施が可能である。例えば、前述した実施形態では、フィルター２８を内部ケース２０の外周面に設けているがフィルターは内部ケース２０の内周面に設けることもできる。また、各流入口２４に嵌め込むこともできる。さらに、浄水器Ａを構成する各部材に使用される材料は、前述したもの以外であっても同等の性質を備えた材料であれば変更可能である。また、各部材の組み付け方法や構造に関しても、本発明の技術的範囲内で適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による浄水器の平面図である。
【図２】浄水器の正面図である。
【図３】図１の３−３断面図である。
【図４】本発明の浄水器と従来の浄水器との濾過能力のテスト結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…外部ケース、１１…外部ケース本体、１２…底蓋、１３ａ…注入口、１４ａ…抽出口、１８…平面部、２０…内部ケース、２４…流入口、２５…係合突部、２８…フィルター、２９…活性炭、３１…ポッティング部、３２…中空糸膜。

Claims (5)

1. 注入口と抽出口とを備えた外部ケースと、
   前記外部ケースの内部に設けられ、前記注入口から前記外部ケース内に注入される水を内部に流入させる流入口と、内部に流入した水を前記外部ケースの抽出口側に流出させる流出口とを有する内部ケースと、
   前記外部ケースと前記内部ケースとの間に形成される空間部に充填された粒状の活性炭と、
   前記内部ケース内に設けられ、開口部が前記流出口または前記流入口を構成する中空糸膜とを備えた浄水器であって、
   前記流入口を内部ケースの周側面における下部側に設け、前記内部ケースに前記流入口を塞ぐ繊維状濾材を設けたことを特徴とする浄水器。
2. 前記中空糸膜の両端に開口部を設け、前記両端の開口部で前記流出口を構成した請求項１に記載の浄水器。
3. 前記外部ケースを、下面が開口した外部ケース本体と前記開口を閉塞する底蓋とで構成するとともに、前記内部ケースの外側面における前記流入口の上方に係合突部を形成し、前記底蓋と前記係合突部とで、前記繊維状濾材を固定した請求項１または２に記載の浄水器。
4. 前記繊維状濾材と前記外部ケースの内側面との間に空間部を形成し前記空間部に前記活性炭を充填した請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載の浄水器
5. 前記繊維状濾材を、繊維状活性炭とイオン交換繊維とで構成した請求項１ないし４のうちのいずれか一つに記載の浄水器。

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