(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水質浄化材を充填する第１格納部と、
第１格納部の下流側に配置された第２格納部と、
第１格納部と第２格納部との間に配置された第１フィルターと、
第２格納部の下流側に配置された第２フィルターとを有し、
前記第１フィルターは、第１格納部に充填される水質浄化材の少なくとも一部を透過させるものであり、前記第２フィルターは、第１フィルターを透過した水質浄化材を透過させないものであり、
水質浄化カートリッジを構成する壁材の少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成されることにより、第２格納部に堆積する水質浄化材を確認できるようにされていることを特徴とする水質浄化カートリッジ。
【請求項２】
前記水質浄化カートリッジは、
両端に開口を有する不織布製円筒部と、
不織布製円筒部の上流側端部に取り付けられた上流側カートリッジカバーと
不織布製円筒部の下流側端部に取り付けられた下流側カートリッジカバーとを有し、
第１格納部が、前記不織布製の円筒部と、不織布製円筒部の下流側開口に内嵌した第１フィルターと上流側カートリッジカバーとによって形成された空間であり、
第２格納部は、第１フィルターと前記下流側カートリッジカバーの内部に備えられた第２フィルターとの間の空間であり、下流側カートリッジカバーの少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成されることにより、第２格納部に堆積する水質浄化材を確認できるようにされている請求項１に記載の水質浄化カートリッジ。
【請求項３】
前記水質浄化カートリッジは、
両端に開口を有する不織布製円筒部と
前記不織布製円筒部の内側に同軸的に設けられた円筒状の第１フィルターと、
前記不織布製円筒部の上流側端部に取り付けられた上流側カートリッジカバーと、
前記不織布製円筒部の下流側開口に取り付けられた中央に開口を有する固定板と、
前記不織布製円筒部の下流側端部を被覆する下流側カートリッジカバーとを有し、
前記第１格納部は、第１フィルターと、不織布製円筒部と、上流側カートリッジカバーと、前記固定板とによって形成され、
前記第２格納部は、第１フィルターと前記下流側カートリッジカバーの内部に備えられた第２フィルターとの空間であり、下流側カートリッジカバーの少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成されることにより、第２格納部に堆積する水質浄化材を確認できるようにされている請求項１に記載の水質浄化カートリッジ。
【請求項４】
前記水質浄化材は、第１フィルターを透過する小粒子径の水質浄化材と、第１フィルターを透過しない大粒子径の水質浄化材とを含有するものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の水質浄化カートリッジ。
【請求項５】
前記水質浄化材は、活性炭粉末であり、４５０メッシュパス〜１１０メッシュパスの小粒子径を有する活性炭粉末と、１００メッシュパス〜３０メッシュパスの大粒子径を有する活性炭粉末とを含有するものである請求項１〜４のいずれか一項に記載の水質浄化カートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のいずれか一項に水質浄化カートリッジを備える浄水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水質浄化カートリッジおよびこれを備える浄水器に関するものであり、より詳しくは、水質浄化カートリッジの交換時期を目視で確認する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浄水器としては、例えば、水道水の蛇口に直結して使用する蛇口直結型のもの、蛇口の内部に一体的に設置する蛇口一体型のもの、蛇口または蛇口に設けた分岐水栓からホースまたは配管などで接続して、蛇口近傍に設置する据え置き型のもの、シンクの内部に設置して使用するアンダーシンク型のもの、家庭や飲食店などの屋内、あるいは、屋外に持運んで使用できる携帯型のもの（例えば、ピッチャー型浄水器、ポット型浄水器）などが知られている。
【０００３】
浄水器には、活性炭や中空糸膜などを収容した水質浄化カートリッジを備えたものがある。この水質浄化カートリッジは、所定量の原水を濾過すると、濾過性能が低下してしまうため、新しいカートリッジと交換する必要がある。しかしながら、水質浄化カートリッジは、浄水器の本体内部に取付けられて使用されることから、利用者が交換時期を忘れがちになる。また、水質浄化カートリッジの浄化性能が低下しているかどうかを外観から判断することはできない。そこで、交換時期を視認できるようにした水質浄化カートリッジが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、内部に濾材を備えた濾過用カートリッジと、原水の流入口及び濾過水の流出口を備えると共に上記濾過用カートリッジを収容する濾過器本体とを有し、上記濾過用カートリッジの原水流入口から濾材収容部に至る水路中に濾過性能表示用のフィルタを設けるとともに、上記フィルタ収容部に外部より上記フィルタを目視するための透明部を設けたことを特徴とする濾過器が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、水に不溶性の単体に塩素により褐色性を示す色素を染色させて得られたインジケータを浄水器の出水側に備えた浄水器であって、該インジケータの褐色変化により該浄水器内に充填された吸着剤の交換時期を知らせることを特徴とする浄水器が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、内外に貫通する複数の孔が形成された容器と、上記容器内に収納された浄水部材と、上記容器を水に浮上させる浮上手段とを備えた浄水器において、上記容器内に、色彩の変化により上記浄水部材の浄水量が浄水可能な飽和量に達したか否かを判断する寿命判断手段を備えたことを特徴とする浄水器が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、液体中の残留塩素を除去する残留塩素除去材を内蔵する浄水部と、浄水部に液体を供給する給水部と、浄水部で残留塩素を除去された液体を吐出する吐水部と、を有し、残留塩素除去材と吐水部の間に、担体に残留塩素と接触することにより変色する色素を染色させて得られたインジケータを設け、該インジケータを外部より目視できるようになしたインジケータ付き浄水器において、インジケータの担体がシート状の繊維物質であることを特徴とするインジケータ付き浄水器が開示されている。
【０００８】
特許文献５には、原水用流入口と浄水用流出口を有する容体内にフィルター部材を収納した浄水器であって、この容体の外側面に、文字・図形・記号或は形状・模様・色彩等を適宜に組み合わせて形態模様部を施し、この形態模様部を成す一部に、フィルター部材を目視可能な透明又は半透明状の目視領域を設け、この目視領域の形態を前記形態模様部と組み合わせて一体化するように構成したことを特徴とする浄水器が開示されている。
【０００９】
特許文献６には、水道水を浄化する筒状のカートリッジであって軸方向端部に端部部材が取り付けてあり、該端部部材に、該端部部材より軸方向内側の浄化材の軸方向端面の汚れを目視観察するための透光性の窓が設けてあることを特徴とする水道水浄化用のカートリッジが開示されている。
【００１０】
特許文献７には、浄水カートリッジと、窓部を有する交換時期表示部と、蛇口接続部及び該浄水カーリッジの接続部を有する浄水器本体とからなり、該浄水カートリッジが、浄水器本体を蛇口に接続したときに、蛇口管に対して鉛直下側に来るように配置される蛇口直結型浄水器であって、該交換時期表示部の窓部が、浄水器本体の上面に目視可能に配置されてなる蛇口直結型浄水器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６２−２４７８８６号公報
【特許文献２】特開昭６４−５６１８５号公報
【特許文献３】特開平１０−５７９５１号公報
【特許文献４】特開２０００−１０２７８３号公報
【特許文献５】特開２００１−１７０６２１号公報
【特許文献６】特開２００２−３６１２３４号公報
【特許文献７】特開２００８−２１２９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、交換時期を外部から確認できる新規な水質浄化カートリッジおよびこれを備える浄水器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の水質浄化カートリッジは、水質浄化材を充填する第１格納部と、第１格納部の下流側に配置された第２格納部とを有し、第１格納部と第２格納部との間に配置された第１フィルターと、第２格納部の下流側に配置された第２フィルターとを有し、前記第１フィルターは、第１格納部に充填される水質浄化材の少なくとも一部を透過させるものであり、前記第２フィルターは、第１フィルターを透過した水質浄化材を透過させないものであり、水質浄化カートリッジを構成する壁材の少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成されることにより、第２格納部に堆積する水質浄化材を確認できるようにされていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の水質浄化カートリッジにより原水を浄化すると、原水の処理量に応じて、第１格納部に充填される水質浄化材の少なくとも一部が、第１フィルターを透過して第２格納部に流入し、第２格納部において徐々に堆積する。この堆積量は、原水の処理量に比例して増加する。本発明では、水質浄化カートリッジを構成する壁材の少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成され、第２格納部に堆積する水質浄化材の堆積量を視認することができるようにされている。第２格納部の堆積量が所定量に達することにより、水質浄化カートリッジを交換する時期であることを利用者が確認をすることができる。
【００１５】
前記水質浄化材として、第１フィルターを透過する小粒子径のものと、第１フィルターを透過しない大粒子径のものとを含有するものを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水質浄化カートリッジの交換時期を外部から確認することができ、交換し忘れを低減し、浄水を安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の水質浄化カートリッジの好ましい実施形態を示す縦断面図。
【図２】本発明の水質浄化カートリッジの第２フィルターの変形態様を示す縦断面図。
【図３】本発明の水質浄化カートリッジの別の好ましい実施形態を示す縦断面図。
【図４】本発明の浄水器の好ましい実施形態を示す縦断面図。
【図５】本発明の浄水器の組立を示す縦断面図。
【図６】本発明の浄水器の使用態様を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の水質浄化カートリッジは、水質浄化材を充填する第１格納部と、第１格納部の下流側に配置された第２格納部とを有し、第１格納部と第２格納部との間に配置された第１フィルターと、第２格納部の下流側に配置された第２フィルターとを有し、前記第１フィルターは、第１格納部に充填される水質浄化材の少なくとも一部を透過させるものであり、前記第２フィルターは、第１フィルターを透過した水質浄化材を透過させないものであり、水質浄化カートリッジを構成する壁材の少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成されることにより、第２格納部に堆積する水質浄化材を確認できるようにされていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の水質浄化カートリッジは、第１格納部、第１フィルター、第２格納部、第２フィルターの順で、原水を処理する流路を形成している。第１格納部には、原水を浄化するための水質浄化材が充填される。
【００２０】
本発明で使用し得る水質浄化材としては、例えば、第１フィルターを透過する水質浄化材と、第１フィルターを透過しない水質浄化材とを含有するものを使用することが好ましい。例えば、粉末状または粒状の水質浄化材であって、第１フィルターを透過する小粒子径のものと、第１フィルターを透過しない大粒子径のものとを含有するもの、あるいは、第１フィルターを透過する粒状または粉末状の水質浄化材と、第１フィルターを透過しない繊維状の水質浄化材とを含有するものなどを挙げることができる。本発明では、粉末状または粒状の水質浄化材であって、第１フィルターを透過する小粒子径のものと、第１フィルターを透過しない大粒子径のものとを含有するものを使用することが好ましい。
【００２１】
第１フィルターを透過する小粒子径の水質浄化材としては、４５０メッシュをパスするものが好ましく、３５０メッシュをパスするものがより好ましく、２５０メッシュをパスするものがさらに好ましい。４５０メッシュより大きい数字の（目の細かい）メッシュをパスする水質浄化材は、粒子径が小さくなりすぎて、製造工程で粉塵が発生しやすくなる。また、第１フィルターを透過する小粒子径の水質浄化材は、１１０メッシュをパスするものが好ましく、１２０メッシュをパスするものが好ましく、１３０メッシュをパスするものが好ましい。１１０メッシュより小さい数字の（目の大きい）メッシュをパスする水質浄化材は、水質浄化材全体としての粒子径が大きくなるので、浄水性能が低下しやすくなる。
【００２２】
第１フィルターを透過しない大粒子径の水質浄化材は、１００メッシュをパスするものが好ましく、９０メッシュをパスするものが好ましい。１００メッシュより大きい数字の（目の細かい）メッシュをパスする小粒子径の水質浄化材を使用する場合、第１フィルターおよび第２フィルターとして、目の細かい（大きい数字のメッシュ）ものを使用する必要があり、目詰まりが起こりやすくなる。一方、第１フィルターを透過しない大粒子径の水質浄化材は、３０メッシュをパスするものが好ましく、６０メッシュをパスするものが好ましく、８０メッシュをパスするものがより好ましい。３０メッシュより小さいメッシュ（目の大きい）をパスする水質浄化材は、水質浄化材全体としての粒子径が大きくなるので、浄水性能が低下しやすくなる。
【００２３】
本発明の水質浄化カートリッジに使用し得る水質浄化材において、４５０メッシュパス〜１１０メッシュパスの小粒子径の水質浄化材と、１００メッシュパス〜３０メッシュパスの大粒子径の水質浄化材の体積比率は、後述する第１格納部の容量Ｖ１に対する第２格納部の容量Ｖ２の比（Ｖ２／Ｖ１）に合わせて、適宜設定することが好ましい。例えば、４５０メッシュパス〜１１０メッシュパスの小粒子径の活性炭の体積Ｖｓとし、１００メッシュパス〜３０メッシュパスの大粒子径の活性炭の体積Ｖｂとしたときに、体積比（Ｖｓ／（Ｖｂ＋Ｖｓ））は、第１格納部の容量Ｖ１に対する第２格納部の容量Ｖ２の比（Ｖ２／Ｖ１）とほぼ同じであることが好ましい。
【００２４】
前記水質浄化材の具体例としては、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、リン鉱石、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、多孔質ガラス等）などの無機質吸着剤、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、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、高吸水性樹脂、吸油性樹脂、吸油剤などの有機系吸着剤などの公知のものが挙げられる。
【００２５】
本発明では、原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の吸着力に優れた活性炭を使用することが好ましく、粒状または粉末状の活性炭を使用することが好ましい。活性炭粉末は、通常、粒度分布を有しており、小粒子径の活性炭と、大粒子径の活性炭とを含有している。また、粒子径の異なる２種以上の活性炭を混合して使用してもよい。
【００２６】
第１格納部の容量Ｖ１は、水質浄化カートリッジの容量、交換期間などを適宜考慮して定めることができる。前記容量Ｖ１が小さくなり過ぎると、水質浄化材の充填量がすくなくなって浄水寿命が短くなりやすいので、前記容量Ｖ１は２０ｃｍ３以上が好ましく、４０ｃｍ３以上がより好ましく、６０ｃｍ３以上が特に好ましい。また、前記容量Ｖ１が大きくなり過ぎると、浄水器カートリッジが大型化してしまうので、前記容量Ｖ１は１０００ｃｍ３以下が好ましく、５００ｃｍ３以下がさらに好ましく、２００ｃｍ３以下が特に好ましい。
【００２７】
第１フィルターは、前記第１格納部と、後述する第２格納部との間に配置され、第１格納部に充填される水質浄化材の一部を透過させる。第１フィルターとしては、例えば、不織布、織物、網物などを使用することができる。これらの中でも、第１フィルターとしては、金属網がより好ましく、ステンレス網がさらに好ましい。ステンレス網は、耐サビ性に優れる。
【００２８】
第１フィルターの目の細かさとしては、３０メッシュ以上、３００メッシユ以下のものが好ましい。第１フィルターが、３０メッシュ未満であれば、第１フィルターの孔径が大きくなりすぎる。そのため、第１格納部に充填する水質浄化材の粒子径を大きくする必要があり、浄水性能が低下しやすくなる。この観点から、第１フィルターの目の細かさは、５０メッシュ以上が好ましく、７０メッシュ以上がより好ましい。また、第１フィルターが、３００メッシュ超であれば、第１フィルターの孔径が小さくなりすぎる。そのため、第２格納部に流入する水質浄化材の量が低下して、第２格納部における水質浄化材の堆積量を確認することが困難になる。前記第１フィルターの目の細かさは、２００メッシュ以下が好ましく、１００メッシュ以下がより好ましく、８０メッシュ以下がさらに好ましい。
【００２９】
第２格納部には、第１フィルターを透過してきた水質浄化材が流入して堆積する。第２格納部の容量Ｖ２は、水質浄化カートリッジの容量、交換期間などを適宜考慮して定めることができる。前記容量Ｖ２が小さくなり過ぎると、第２格納部に水質浄化材が早期に堆積して、浄水の流路を確保することが難しくなりやすいので、前記容量Ｖ２は１ｃｍ３以上が好ましく、２ｃｍ３以上がより好ましく、５ｃｍ３以上が特に好ましい。また、前記容量Ｖ２が大きくなり過ぎると、浄水器カートリッジが大型化してしまうので、前記容量Ｖ２は１００ｃｍ３以下が好ましく、５０ｃｍ３以下がさらに好ましく、２０ｃｍ３以下が特に好ましい。
【００３０】
第１格納部の容量Ｖ１に対する第２格納部の容量Ｖ２の比（Ｖ２／Ｖ１）は、０．０２以上が好ましく、０．０５以上が好ましく、０．０８以上がさらに好ましい。前記容量比（Ｖ２／Ｖ１）が０．０２未満であれば、第１格納部に対する第２格納部の容量が小さくなりすぎる。そのため、第１フィルターを透過した水質浄化材が、第２格納部に早期に充満して、浄水性能が低下する場合がある。前記容量比（Ｖ２／Ｖ１）は、０．５以下が好ましく、０．３以下がより好ましく、０．２以下がさらに好ましい。前記容量比（Ｖ２／Ｖ１）を０．５以下とすることにより、第２格納部に対する第１格納部の容量が十分に確保することができ、初期の浄水性能が良好になる。
【００３１】
第２フィルターは、第２格納部の下流側に設置され、第１フィルターを透過してきた水質浄化材を、浄水から除去するためものである。第２フィルターとしては、例えば、不織布、織物、網物などを使用することができる。これらの中でも、第２フィルターとしては、金属網がより好ましく、ステンレス網がさらに好ましい。ステンレス網は、耐サビ性に優れる。
【００３２】
第２フィルターの目の細かさは、５０メッシュ以上、５００メッシユ以下が好ましい。第２フィルターが、５０メッシュ未満であれば、第２フィルターの孔径が大きくなりすぎる。そのため、第１格納部に充填する水質浄化材の粒子径を大きくする必要があり、浄水性能が低下しやすい。この観点から、第２フィルターは、８０メッシュ以上が好ましく、１２０メッシュ以上がより好ましい。また、第２フィルターが、５００メッシュ超であれば、第２フィルターの孔径が小さくなりすぎる。そのため、第２フィルターにおいて、水に含まれる不純物による目詰まりが起こりやすくなる場合がある。前記第２フィルターは、３００メッシュ以下が好ましく、２００メッシュ以下がより好ましい。
【００３３】
本発明では、第１フィルターのメッシュ（Ｍ１）に対する第２フィルターのメッシュ（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．１以上が好ましい。前記比が、１．１未満では、第１フィルターを通過し、且つ、第２フィルターを通過しない水質浄化材の量が不足し、第２格納部に堆積する水質浄化材の堆積量を確認することが困難になる。前記比は、１．３以上がより好ましく、１．５以上がさらに好ましい。一方、前記比（Ｍ２／Ｍ１）は、５．０以下が好ましく、３．０以下がより好ましく、２．０以下がさらに好ましい。前記比（Ｍ２／Ｍ１）が、大きくなり過ぎると、Ｍ２が大きくなり過ぎて（第２フィルター孔が小さくなり過ぎて）、第２フィルターに、水に含まれる不純物による目詰まりが起こりやすくなる。また、Ｍ１が小さくなり過ぎて（第１フィルター孔が大きくなりすぎて）、水質浄化材を大きくする必要が生じ、それにより水質浄化材全体の粒子径が大きくなって、浄水性能が低下する場合がある。
【００３４】
本発明の水質浄化カートリッジは、水質浄化カートリッジを構成する壁材の少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成され、第２格納部に堆積する水質浄化材を目視で確認できるようにされている。例えば、水質浄化カートリッジの壁面を構成する構成部材の一部に、内部が視認できるように窓を設けてもよいし、水質浄化カートリッジの壁面を構成する構成部材全体を透明または半透明の部材としてもよい。水質浄化カートリッジの壁材を構成し得る透明または半透明の材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート、ポリスチレン、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）、などの樹脂、および、ガラス、石英などの無機材料などが挙げられる。
【００３５】
本発明の水質浄化カートリッジの形状は、特に限定されるものではないが、円柱状、多角柱状などの柱状であることが好ましい。原水を処理する流路を確保しやすく、また、カートリッジの交換が容易になるからである。
【００３６】
本発明の水質浄化カートリッジの作用効果について説明する。第１格納部に流入した原水は、水質浄化材により浄化される。得られた浄水は、第１格納部の下流側に設置された第１フィルターを透過して、第２格納部に流入する。この際、水質浄化材の一部（より具体的には、小粒子径の水質浄化材の一部）が、浄水とともに第１フィルターを透過して第２格納部に流入する。第２格納部に流入した浄水は、第２フィルターを透過するが、第１フィルターを透過した水質浄化材の一部は、第２フィルターを透過することなく、第２格納部に堆積する。水質浄化カートリッジを構成する壁材の少なくとも一部が透明または半透明であり、第２格納部に堆積した水質浄化材の堆積量を目視で確認することができる。第２格納部の水質浄化材の堆積量は、原水の処理量に比例し、堆積量が所定量に達することにより、水質浄化カートリッジを交換する時期であることを利用者が確認できる。
【００３７】
以下、図面を参照しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明の水質浄化カートリッジは、図面に示された態様に限定されるものではない。
【００３８】
図１（ａ）には、本発明の好ましい実施形態である水質浄化カートリッジ１Ａ（第１実施形態）を示した。水質浄化カートリッジ１Ａは、水質浄化材１３を充填する第１格納部３と、第１格納部３の下流側に配置された第２格納部５とを有し、第１格納部３と第２格納部５との間に配置された第１フィルター７と、第２格納部の下流側に配置された第２フィルター９とを有し、前記第１フィルター７は、第１格納部３に充填される水質浄化材１３の少なくとも一部を透過させるものであり、前記第２フィルター９は、第１フィルターを透過した水質浄化材を透過させないものであり、水質浄化カートリッジ１Ａを構成する壁材１１の少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成され、第２格納部に堆積する水質浄化材を外部から確認できるようにされている。
【００３９】
水質浄化カートリッジ１Ａは、両端に開口を有する不織布製円筒部１５と、不織布製円筒部１５の下流側開口に内嵌した第１フィルター７と、不織布製円筒部１５の上流側端部に取り付けられた上流側カートリッジカバー１９とを有する。上流側カートリッジカバー１９は、不織布製円筒部１５の上流側端部の外周面を覆う有底短円筒状に形成され、不織布製円筒部１５の上流側開口を閉鎖する。上流側カートリッジカバー１９の短円筒部の内周面と、不織布製円筒部１５の上流側端部の外周面とは、例えば、接着剤により貼り合わすことが好ましい。第１フィルター７は、不織布製円筒部１５の下流側開口に内嵌する円板状であり、例えば、不織布製円筒部１５の内周面に接着剤により固定されることが好ましい。第１格納部３は、不織布製円筒部１５と、第１フィルター７と上流側カートリッジカバー１９とによって形成される空間である。第１格納部の内部には、第１フィルターを透過する小粒子径の水質浄化材１３ａと、第１フィルターを透過しない大粒子径の水質浄化材１３ｂとを含む水質浄化材１３が充填される。
【００４０】
水質浄化カートリッジ１Ａは、不織布製の円筒部１５の下流側端部に取り付けられた下流側カートリッジカバー１７を有する。下流側カートリッジカバー１７は、不織布製の円筒部１５の下流側端部を外嵌する大径円筒状の被覆端１７ａと、小径円筒状の浄水流出口１７ｂとを両端に有する。前記円筒状の被覆端１７ａの内径と、不織布製円筒部１５の外径とは略等しく、不織布製円筒部１５の下流側端部を円筒状の被覆端１７ａに差し込むことにより、下流側カートリッジカバー１７と不織布製円筒部１５とが固定される。下流側カートリッジカバー１７と不織布製円筒部１５とは、例えば、接着剤などで固定してもよい。前記下流側カートリッジカバー１７の内部の下流側端部には、ステンレス製の円板状の第２フィルター９が圧入され固定されている。第２フィルター９と第１フィルター７との間の空間が、第２格納部５を形成する。
【００４１】
第１実施形態では、下流側カートリッジカバー１７の壁材の少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成されることにより、第２格納部に体積される水質浄化材を目視で確認することができる。成形性の観点から、下流側カートリッジカバー１７全体を透明または半透明の部材で形成することが好ましい。
【００４２】
図１（ｂ）を参照しながら、第１実施形態の水質浄化カートリッジ１Ａの作用について説明する。原水は、不織布製の円筒部１５の外側から、水質浄化材１３が充填された第１格納部３に流入する。この際、原水に含まれる比較的大きな異物が、不織布製の円筒部１５によって除去される。第１格納部３に充填された水質浄化材１３により、原水に含まれる塩素、重金属、トリハロメタンなどの有機物、細菌、微生物、その他の異物などが除去される。得られた浄水は、第１格納部３の下流側に設置された第１フィルター７を透過して、第２格納部５に流入する。この際、小粒子径の水質浄化材１３ａが、浄水とともに第１フィルター７を透過して第２格納部５に流入する。大粒子径の水質浄化材１３ｂは、第１フィルター７を透過せずに、第１格納部３に留まる。第２格納部５に流入した浄水は、第２フィルター９を透過するが、第１フィルター７を透過した小粒子径の水質浄化材１３ａは、第２フィルター９を透過することなく、第２格納部５に堆積する。下流側カートリッジカバー１７の少なくとも一部が透明または半透明であり、第２格納部５に堆積した水質浄化材１３ａの堆積量を目視で確認することができる。第２格納部５の水質浄化材１３ａの堆積量は、原水の処理量に比例し、堆積量が所定量に達することにより、水質浄化カートリッジ１Ａを交換する時期であることを利用者が確認をすることができる。
【００４３】
第１実施形態では、平面状（円板状）の第２フィルター９を用いたが、平面状のフィルターでは、水質浄化材が濾過面に一様に堆積して目詰まりを起こしやすくなる場合がある。そのため、図２に示したように、第２フィルターの形状として、３次元形状（立体形状）を採用することも好ましい。図２（ａ）は、球面状の第２フィルター９を、頂部が上流側になるように下流側カートリッジカバー１７の下流側に設置した態様である。第１フィルター７と第２フィルター９との間に第２格納部５が形成されている。図２（ａ）の態様では、第２フィルター９の凸状の中央部には、活性炭粉末が堆積しにくくなり、浄水の流路が確保しやすくなる。図２（ｂ）は、球面状の第２フィルターを、頂部が下流側になるように、下流側カートリッジカバー１７の上流側に設置した態様である。第１フィルター７と第２フィルター９との間に第２格納部５が形成されている。
【００４４】
図２（ｃ），（ｄ）は、円錐状の第２フィルター９を用いた態様である。図３（ｅ）、（ｆ）は、円錐台状の第２フィルター９を用いた態様である。図３（ｇ），（ｈ）は、円錐台状であって、上面に凹凸が設けられている第２フィルター９を用いた態様である。
【００４５】
第１フィルター、および、第２フィルターの固定は、例えば、下流側カートリッジカバー１７の内周面側に、切り込み若しくは溝を設けて、斯かる切り込みもしくは溝に、第１フィルターおよび第２フィルターの外周縁を嵌入することにより固定することができる。
【００４６】
図２（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、又は（ｇ）に示すように、３次元形状の第２フィルター９を用い、且つ第２フィルター９の第１フィルター７側の端部を第１フィルターから離間させて配置した場合、第２格納部５の深さＤに対する第２フィルターの高さＴの比（Ｔ／Ｄ）は、０．３以上が好ましく、０．５以上がより好ましく、０．７以上がさらに好ましい。前記比（Ｔ／Ｄ）を０．３以上とすることにより、流路を確保しやすくなる。前記比（Ｔ／Ｄ）は、１．０以下が好ましく、０．９５以下がより好ましく、０．９０以下がさらに好ましい。
【００４７】
図３には、本発明の別の好ましい実施形態である水質浄化カートリッジ１Ｂ（第２実施形態）を示した。水質浄化カートリッジ１Ｂは、水質浄化材を充填する中空円筒状の第１格納部３と、第１格納部３の下流側に配置された第２格納部５とを有し、第１格納部３と第２格納部５との間に配置された第１フィルター７と、第２格納部５の下流側に配置された第２フィルター９とを有し、前記第１フィルター７は、第１格納部に充填される水質浄化材の少なくとも一部を透過させるものであり、前記第２フィルター９は、第１フィルターを透過した水質浄化材を透過させないものであり、水質浄化カートリッジを構成する壁材１１の少なくとも一部が、透明または半透明の部材で形成され、第２格納部の水質浄化材が確認できるようにされている。
【００４８】
水質浄化カートリッジ１Ｂは、両端に開口を有する不織布製円筒部１５と、前記不織布製円筒部の内側に同軸的に設けられた円筒状の第１フィルター７と、前記不織布製円筒部の上流側端部に取り付けられた上流側カートリッジカバー１９と、前記不織布製円筒部の下流側開口に取り付けられた中央に開口を有する固定板２１と、前記不織布製円筒部の下流側端部を被覆する下流側カートリッジカバー１７とを有する。
【００４９】
両端に開口を有する不織布製円筒部１５と、前記不織布製円筒部の内側に同軸的に設けられた円筒状の第１フィルター７とは、ほぼ同じ長さであり、上流側には、上流側カートリッジカバー１９が取り付けられ、下流側には固定板２１が取り付けられている。不織布製円筒部１５と円筒状の第１フィルター７とによって形成される空間の下流側開口が固定板２１によって閉鎖され、上流側開口は、上流側カートリッジカバー１９によって閉鎖されている。
【００５０】
固定板２１は、中央に開口を有する円板状に形成されている。固定板２１の中央開口周縁からは上流側に向かって突出する円筒部２１ａが形成されている。固定板２１の外径は、不織布製円筒部１５の外径にほぼ等しく、円筒部２１ａの外径は、円筒状の第１フィルター７の内径にほぼ等しい。固定板２１の円筒部２１ａを第１フィルター７の内周面に嵌入することにより、固定板２１を第１フィルター７に取り付けることができる。固定板２１の周縁と不織布製円筒部１５の下流側端部とは、例えば、接着剤で固定されることが好ましい。
【００５１】
上流側カートリッジカバー１９は、不織布製の円筒部１５の上流側端部の外周面を覆う有底短円筒状に形成されて、底部からは、第１フィルター７の内周面に嵌入する柱部１９ａが突設され、柱部１９ａを第１フィルター７の内周面に差し込むことにより、上流側カートリッジカバー１９を、第１フィルター７に取り付けることができる。上流側カートリッジカバー１９の短円筒部の内周面と、不織布製円筒部１５の上流側端部の外周面とは、例えば、接着剤により貼り合わすことが好ましい。
【００５２】
水質浄化カートリッジ１Ｂの第１格納部３は、第１フィルター７と、不織布製円筒部１５と、上流側カートリッジカバー１９と、前記固定板２１とによって形成された空間である。第１格納部３の内部には、第１フィルターを透過する小粒子径の水質浄化材１３ａと、第１フィルターを透過しない大粒子径の水質浄化材１３ｂとを含む水質浄化材１３が充填される。
【００５３】
円筒状の第１フィルター７の内周側の中空部には、格子状の軸が２３設けられている。格子状の軸２３が設けられることにより、水質浄化カートリッジ１Ｂの強度が向上する。
【００５４】
水質浄化カートリッジ１Ｂは、不織布製円筒部１５の下流側端部を被覆する下流側カートリッジカバー１７を有する。下流側カートリッジカバー１７は、大径円筒状の上流側端部１７ｃと、小径円筒状の下流側端部１７ｄとを両端に形成し、中央には下流側に突出する小径円筒状の浄水流出口１７ｂを有する。大径円筒状の上流側端部１７ｃと、小径円筒状の下流側端部１７ｄと、小径円筒状の浄水流出口１７ｂとは、同軸的に形成されている。前記上流側端部１７ｃの上流側先端部には段差部１７ｅが設けられており、不織布製円筒部１５の下流側端部が段差部１７ｅに嵌合する。下流側カートリッジカバー１７の上流側端部１７ｃの段差部１７ｅと不織布製円筒部１５の外周面は、接着剤などを塗布して固定されることが好ましい。
【００５５】
下流側カートリッジカバー１７の内部には、球面状の第２フィルター９が備えられている。図３（ａ）は、球面状の第２フィルター９を、頂部が上流側になるように下流側カートリッジカバー１７の下流側に設置した態様である。第２フィルター９は、下流側カートリッジカバー１７の下流側に圧入することにより固定されている。第１フィルター７と第２フィルター９との間の空間が、第２格納部を形成する。この図３（ａ）は、第２格納部５が、第１格納部３の内側に位置する上流側格納部と、固定板２１と第２フィルター９の間に位置する下流側格納部とを有しており、また、３次元形状の第２フィルター９を用い、さらに第２フィルター９の固定板側の端部を固定板２１から離間させて配置している。この場合、下流側格納部の深さｄに対する第２フィルターの高さｔの比（ｔ／ｄ）は、０．３以上が好ましく、０．５以上がより好ましく、０．７以上がさらに好ましい。前記比（ｔ／ｄ）を０．３以上とすることにより、流路を確保しやすくなる。前記比（ｔ／ｄ）は、１．０以下が好ましく、０．９５以下がより好ましく、０．９０以下がさらに好ましい。
【００５６】
図３（ｂ）は、球面状の第２フィルター９を、頂部が下流側になるように、下流側カートリッジカバー１７の上流側に設置した態様である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＡ部の拡大図である。図３（ｃ）に示すように、第２フィルター９は、その周縁が、下流側カバーの上流側端部１７ｃと固定板２１に挟まれることにより固定されている。固定板２１の外周面と、下流側カートリッジカバー１７の段差部１７ｅ内周面とは、接着剤で固定されている。第１フィルター７と第２フィルター９との間の空間が、第２格納部５を形成する。
【００５７】
下流側カートリッジカバー１７の下流側には、接続アダプター２５が設けられている。接続アダプター２５を下流側カートリッジカバー１７に取り付けて形成される空間には、殺菌セラミック２７と不織布２９とが収納されている。殺菌セラミック２７は、例えば、リン酸カルシウムを母体として酸化亜鉛、モンモリロナイト等を混合して粒状あるいはペレット状に焼結したものに銀あるいは銅等を吸着したもので、その表面に水中の有害な細菌類を吸着して殺菌するとともに金属イオンを放出して水中の有害な細菌類を殺菌または滅菌し、水質を無害化する。殺菌セラミック２７は、必要に応じて収納すればよい。
【００５８】
本発明の浄水器は、本発明の水質浄化カートリッジを備えるものであれば、特に限定されず、水道水の蛇口に直結して使用する蛇口直結型のもの、蛇口の内部に一体的に設置する蛇口一体型のもの、蛇口または蛇口に設けた分岐水栓からホースまたは配管などで接続して、蛇口近傍に設置する据え置き型のもの、シンクの内部に設置して使用するアンダーシンク型のもの、家庭や飲食店などの屋内、あるいは、屋外に持運んで使用できる携帯型のものなどのいずれであってもよい。これらの中でも、本発明の浄水器は、前記水質浄化カートリッジを備える蛇口一体型の浄水器であることが好ましい。
【００５９】
また、浄水器本体を構成する壁材の一部を、透明または半透明の部材で形成し、浄水器に内蔵された水質浄化カートリッジの第２格納部の水質浄化材を確認することができるようにすることも好ましい。
【００６０】
以下、本発明の水質浄化カートリッジを備える本発明の浄水器の好ましい態様（第３実施形態）について説明する。浄水器本体の構造としては、例えば、特許第４７００１３６号に記載されているものを好適に採用することができる。浄水器本体の構造の詳細は省略するが、概略は以下の通りである。
【００６１】
図４に示す水質浄化カートリッジ内蔵型浄水器１００は、台所や洗面所の流し台に設けられ、水道設備の先端にホース等の他部品を介して取り付けられる。水質浄化カートリッジ内蔵型浄水器１００は、基端にホース（図示せず）と接続するホース取付部１０２ａを設けて直接手で持つことのできる形状に形成された把持収容部１０２と、この把持収容部１０２の先端に設けられ吐出口１０４を形成された頭部１０３とからなり、流し台のホルダ部に保持させて固定したまま水を供給することができるとともに、把持収容部１０２を持って取り回し、流し台の中央から隅に至るまで水を供給することもできるようになっている。
【００６２】
頭部１０３には、把持収容部１０２から略反対側の位置に浄水吐出と原水吐出とを切り換える流路切換弁の操作用押しボタン１０６を突出させ、下面には、水を吐出するストレート吐出口１０４ａ、内シャワー吐出口１０４ｂおよび外シャワー吐出口１０４ｃを形成している。その真上には、上流側で一度分岐した浄水流路と原水流路とが合流する集合空間部１２８が形成され、この集合空間部１２８には水の吐出形状を切り換える吐出切換弁１０５を設けている。
【００６３】
図５に示すようにホースと頭部１０３との間を接続する略円筒形状の把持収容部１０２は、水質浄化カートリッジ１Ｂを交換可能に収容するために軸方向に二分割され、ホース取付部１０２ａを有する収容部上流部材１０８と、頭部１０３に一体に形成されるとともに水質浄化カートリッジ１Ｂを差し込んで固定するカートリッジ受け１１０を設けた収容部下流部材１０９とに分離することができる。
【００６４】
図４、５に示すように、収容部上流部材１０８は、把持収容部１０２の軸方向長さの大部分を構成する円筒状のカートリッジ収容部１０８ｂを形成するとともに、基端部（上流端部）には、外周面にホースと接続するための雄ねじを設けた小径な円筒状のホース取付部１０２ａを形成している。ホース取付部１０２ａとその下流のカートリッジ収容部１０８ｂとは連通し、相互の連結部分には流路の中央から放射状に形成された３枚の板からなる整流板１０８ｃが設けられている。収容部上流部材１０８の底部側（上流側）および外周面は、有底円筒状の底部に孔を設けた把持カバー１１４で覆われて保護されている。収容部上流部材１０８の外周面に軸方向に延設した凹溝と、把持カバー１１４の内周面に軸方向に形成した凸条とが係合して、収容部上流部材１０８が把持カバー１１４に対して周方向に回転しないように固定されている。
【００６５】
図５に示すように、収容部下流部材１０９の外周面には係止片１０９ａを周上等間隔に４つ突設し、収容部上流部材１０８の内周面には、頭部側（下流側）端部からホース側（上流側）へ軸方向に刻設され、その上流端で円周方向に折曲するとともに周面を穿開したＬ字溝１０８ａを周上等間隔に４つ形成している。収容部上流部材１０８と収容部下流部材１０９とを一体的に組み立てるには、雄部材となる収容部下流部材１０９の各係止片１０９ａを、雌部材となる収容部上流部材１０８の内周面の各Ｌ字溝１０８ａに沿って進入させ、Ｌ字溝１０８ａの上流端まで進入させてから円周方向に回転させて係合させ、軸方向に引っ張っても外れないようにする（図４）。
【００６６】
収容部上流部材１０８に水質浄化カートリッジ１Ｂを収容し（図５）、収容部上流部材１０８を収容部下流部材１０９に組み付けることで、水質浄化用カートリッジ１Ｂがカートリッジ受け１１０に差し込み固定され、水質浄化カートリッジ内蔵型浄水器１００の把持収容部１０２に水質浄化カートリッジ１Ｂを収容することができる（図４）。このとき、把持収容部１０２の内周面と水質浄化カートリッジ１Ｂの外周面との間に、外周側流路１２５が形成される。
【００６７】
収容部上流部材１０８と収容部下流部材１０９とを分離するには、組み立ての逆の手順で、係止片１０９ａを内部に押し込んで円周方向に逆回転させた後、各係止片１０９ａを各Ｌ字溝１０８ａに沿って軸方向に引き抜いて取り外す。収容部上流部材１０８と収容部下流部材１０９とを分離することにより、水質浄化カートリッジ１Ｂを交換することができる。
【００６８】
第３実施形態の浄水器１００では、水質浄化カートリッジ１Ｂの第２格納部を視認することができるように、浄水器１００を構成する壁材の一部を透明または半透明にすることが好ましい。第３実施形態では、第２格納部５が、収容部上流部材１０８の下流側端部の内側に位置する。そのため、収容部上流部材１０８および把持カバー１１４の下流側端部（例えば、図４のＡ部）を透明または半透明の部材で構成することが好ましい。なお、透明または半透明の部材は、水質浄化カートリッジを構成する透明または半透明の壁材に使用する材料を使用することができる。
【００６９】
また、本発明の浄水器１００を、流し台のホルダ部に保持させて固定したまま使用する場合、図６に示すように、水質浄化カートリッジ１Ｂの延在方向Ｘが、地面に対して垂直な線Ｙとなす角度αは、３０°以上が好ましい。３０°未満になると、第２格納部５に流入した水質浄化材が、第１フィルター７の第２格納部側に集積しやすくなり、第１フィルター７における浄水の流れが制限されて、浄水器１００における浄水水量が不足しやすくなる。よって、さらに４５°以上がより好ましく、６０°以上がさらに好ましい。また水質浄化カートリッジ１Ｂの延在方向Ｘが、地面に対して垂直な線Ｙとなす角度αは９０°以下が好ましい。９０°より大きくなると、第２格納部５に流入した水質浄化材が、第２フィルター９の第２格納部側に集積しやすくなり、第２フィルター９における浄水の流れが制限されて、浄水器１００における浄水水量が不足しやすくなる。よって、さらに８０°以下がより好ましく、７０°以下がさらに好ましい。また、前記角度αが、上記範囲であれば、第２格納部に堆積した水質浄化材が、水勢によって拡散されやすくなる。その結果、浄水の流路が確保しやすくなる。なお、前記角度αは、地面から上空に向かう垂直な線を０°とし、反時計回りに角度が増加するものとする。
【００７０】
以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施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で、各実施形態の形状、構成、配置、材料などを適宜変更することができる。また、各実施形態にて示した構成、配置、材料、形状、数値範囲などの規定は、各々独立に、或いは、何れか２以上の規定を組み合わせて適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１（１Ａ，１Ｂ）：水質浄化カートリッジ、３：第１格納部、５：第２格納部、７：第１フィルター、９：第２フィルター、１１：水質浄化カートリッジの壁材、１３：水質浄化材、１５：不織布製円筒部、１７：下流側カートリッジカバー、１９：上流側カートリッジカバー、２１：固定板、２３：格子状軸、２５：接続アダプター、２７：殺菌セラミック、２９：不織布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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