(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース本体（１ａ）と蓋体（１ｂ）とから成るカートリッジ本体（１）の内部へ着脱自在に挿着される浄水器の濾材カートリッジ（Ｃ）であって、前記濾材カートリッジ（Ｃ）は、ケース本体（１ａ）内へ挿着され、中央部に浄化水通路（３ｃ）が形成されていると共に、原水（Ｗ）が半径方向に流通する中空円筒形の濾材（３）と、濾材（３）の上端面に密接し、中央部に濾材（３）の浄化水通路（３ｃ）に連通する原水導入用小孔（３ｂ）を設けた第１支持板（３ａ）と、濾材（３）の下端面に密接し、前記第１支持板（３ａ）との間で濾材（３）を保持固定すると共に、濾材（３）の浄化水通路（３ｃ）に連通する浄化水出口（３ｅ）を設けた第２支持板（３ｄ）とから形成されており、前記第１支持板（３ａ）に設けた原水導入用小孔（３ｂ）の内径寸法を濾材（３）の浄化水通路（３ｃ）の内径寸法の５〜５０％とし、カートリッジ本体（１）の導入口（１ｄ）を通して濾材（３）とケース本体（１ａ）の内壁面との間のリング状の原水通路（１ｆ）内へ導入した原水（Ｗ）を、濾材（３）内を半径方向へ流通させると共に、原水通路（１ｆ）内へ流入した原水（Ｗ）の一部を、濾材（３）の上部空間内へ導入し、ここから第１支持板（３ａ）の原水導入用小孔（３ｂ）を通して直接に濾材（３）の浄化水通路（３ｃ）内へ導入する構成としたことを特徴とする浄水器の濾材カートリッジ。
【請求項２】
原水導入用小孔（３ｂ）に弁（４）を設け、小孔（３ｂ）の通路断面積を調整自在な構成とした請求項１に記載の浄水器の濾材カートリッジ。
【請求項３】
濾材（３）を活性炭、綿糸、ポリプロピレン糸、ポリプロピレン樹脂粒、逆浸透膜又は中空系の何れかから形成する構成とした請求項１に記載の浄水器の濾材カートリッジ。
【請求項４】
濾材（３）の浄化水通路（３ｃ）内へセラミック粒状体を充填する構成とした請求項１に記載の浄水器の濾材カートリッジ。
【請求項５】
濾材（３）の外側に円筒状の一次フィルタ（６）を濾材（３）と同芯状に且つ着脱自在に配設する構成とした請求項１に記載の浄水器の濾材カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般家庭等で使用する浄水器の濾材カートリッジの改良に係り、濾過材に若干目詰まりが生じても、浄化水の水質に大きな変動を来すことなしに所定流量の浄化水を容易に取り出せるようにした浄水器の濾材カートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭等で使用する浄水器は、通常１０〜３０日毎に浄水器の濾材カートリッジを逆洗浄すると共に、６〜１２ケ月毎に濾材カートリッジそのものを取り替えることにより、所定の水質を有する浄化水を得るようにしている。
【０００３】
しかし、濾材カートリッジの使用開始から時間が経過するにつれて、逆洗浄をしても浄化水の水質が順次低下するたけでなく、浄化水の取出し量そのものも低下し、必要とする流量の浄化水を得ることが難しくなって来る。
そのため、濾材カートリッジは短期間、例えば６〜１２ケ月毎に交換しなければならなくなり、浄水コストが高かくつくと云う問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の浄水器用濾材カートリッジに於ける上述の如き問題を解決せんとするものであり、濾材カートリッジの構造を、処理済みの浄化水内へ適宜量の原水を混入可能な構造とすることにより、浄化水の水質を一定の許容範囲内に保持した状態で、しかも浄化水の取出し量の低下を招くことなしに、長期に亘って継続使用することができるようにした浄水器の濾材カートリッジを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本件発明者は、永年に亘ってこの種濾材カートリッジの開発を進めると共に、多数の濾材カートリッジを用いて上水の浄化試験を行なって来た。
また、これ等の上水の浄化試験を通して、一般的な上水道に於いては、使用する上水の全量を濾材カートリッジの濾過材を通して処理しなくても、使用量の最大２５％程度までの原水の混合であれば、当該原水を混合した後の処理水の水質が大幅に低下することはなく、実用上必要とする水質を十分に確保することが可能なことを知得した。
【０００６】
本願発明者は、上記知得に基づいて、各種の濾材カートリッジを用いて多くの浄化試験を行なうと共に、原水の一部を混合した処理水の水質の検査試験を積み重ねた。
【０００７】
本願発明は、本件発明者の上記知得並びに各試験の結果を基にして創作されたものであり、請求項１の発明は、ケース本体１ａと蓋体１ｂとから成るカートリッジ本体１の内部へ着脱自在に挿着される浄水器の濾材カートリッジＣであって、前記濾材カートリッジＣは、ケース本体１ａ内へ挿着され、中央部に浄化水通路３ｃが形成されていると共に、原水Ｗが半径方向に流通する中空円筒形の濾材３と、濾材３の上端面に密接し、中央部に濾材３の浄化水通路３ｃに連通する原水導入用小孔３ｂを設けた第１支持板３ａと、濾材３の下端面に密接し、前記第１支持板３ａとの間で濾材３を保持固定すると共に、濾材３の浄化水通路３ｃに連通する浄化水出口３ｅを設けた第２支持板３ｄとから形成されており、前記第１支持板３ａに設けた原水導入用小孔３ｂの内径寸法を濾材３の浄化水通路３ｃの内径寸法の５〜５０％とし、カートリッジ本体１の導入口１ｄを通して濾材３とケース本体１ａの内壁面との間のリング状の原水通路１ｆ内へ導入した原水Ｗを、濾材３内を半径方向へ流通させると共に、原水通路１ｆ内へ流入した原水Ｗの一部を、濾材３の上部空間内へ導入し、ここから第１支持板３ａの原水導入用小孔３ｂを通して直接に濾材３の浄化水通路３ｃ内へ導入する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、原水導入用小孔３ｂに弁４を設け、小孔３ｂの通路断面積を調整自在にしたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明に於いて、濾材３を活性炭、綿糸、ポリプロピレン糸、ポリプロピレン樹脂粒、逆浸透膜又は中空系の何れかから形成するようにしたものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１の発明に於いて、濾材３の浄化水通路３ｃ内へセラミック粒状体を充填する構成としたものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１の発明に於いて、濾材３の外側に円筒状の一次フィルタ６を濾材３と同芯状に且つ着脱自在に配設するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の各実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る濾材カートリッジを挿着した浄水器の一部を縦断した断面図であり、図１に於いて、Ｗは原水（上水道）、Ｗ0 は浄化水、Ａは浄水器、Ｂは水道蛇口、Ｃは濾材カートリッジ、１はカートリッジ本体、１ａはケース本体、１ｂは蓋体、１ｃは押金具、１ｄは導入口、１ｅは浄化水取出口、１ｆは原水通路、２はホルダ、２ａは固定用金具、２ｂは切換ハンドル、２ｃは流路切換弁、２ｄは原水出口、２ｅは原水送水口、２ｆは装着部、３は濾材、３ａは第１支持板、３ｂは原水導入用小孔、３ｃは浄化水通路、３ｄは第２支持板、３ｅは浄化水出口である。
【００１４】
前記浄水器Ａは、水道蛇口Ｂに取付固定したホルダ２と、ホルダ２へ着脱自在に取付けしたカートリッジ本体１とから形成されており、カートリッジ本体１内へ本発明に係る濾材カートリッジＣが着脱自在に挿着されている。尚、浄水器Ａそのものは公知の浄水器と略同一の構成を有するものである。
即ち、濾材カートリッジＣは、円筒状の濾材３と第１支持板３ａと第２支持板３ｄ等から形成されており、ケース本体１ａと蓋体１ｂとから成るカートリッジ本体１の内部へ着脱自在に挿着されたあと、押え金具１ｃ等を介してカートリッジ本体１内に固定されている。
【００１５】
また、前記ホルダ２は水道蛇口Ｂへホルダ２を固定する固定用金具２ａ、切換ハンドル２ｂ、流路切換弁２ｃ、原水出口２ｄ、原水送水口２ｅ、装着部２ｆ等を備えており、公知のホルダと略同一の構成を有している。
尚、前記カートリッジ本体１は、その導入口１ｄをホルダ２の装着部２ｆ内へ挿入してこれを若干回転させることにより、所謂バヨネット方式によりワンタッチでホルダ２へ装着することが可能である。
【００１６】
前記濾材３あは円筒状に形成されており、中央部には浄化水通路３ｃが形成されている。
また、濾材３の上端面には第１支持板３ａが密接されており、当該第１支持板３ａの中央部に、前記浄化水通路３ｃに連通する原水導入用小孔３ｂが穿設されている。
更に、円筒状の濾材３の下端面には、第２支持板３ｄが密接されており、前記第１支持板３ａと第２支持板３ｄとによって、濾材３が支持固定されている。尚、３ｅは第２支持板３ｄに設けた浄化水出口である。
【００１７】
前記ケース本体１ａ内へ挿着した濾材３とケース本体１ａの内壁面との間は、リング状の原水通路１ｆとなっており、後述するように、原水通路１ｆ内へ導入された原水Ｗが濾材３内を半径方向（矢印方向）に流通することにより、浄化処理される。
【００１８】
また、原水通路１ｆ内へ流入した原水Ｗの一部は、前記第１支持板３ａの原水導入用小孔３ｂを通して浄化水通路３ｃ内へ導入され、後述するように濾材３の目詰まり等に起因する浄化水流量の不足分が、この小孔３ｂを通して浄化水Ｗ0 内へ混入した原水Ｗによって補充されることになる。
【００１９】
前記濾材３としては、活性炭から成る濾材や綿糸等から成る濾材が使用可能である。
また、濾材３の形成材として、ポリプロピレン製の糸やポリプロピレン樹脂粒を用いることが可能である。
更に、濾材３として逆浸透膜や中空糸を用いることも可能である。
加えて、濾材３には、後述するようにセラミック小粒体５を組合せ使用する構造のもの（図３参照）や変換可能に配設した一次フィルタ６を組合せ使用する構造のもの（図３参照）、中空糸フィルタ７を使用するもの（図４参照）等が適用可能である。
【００２０】
前記第１支持板３ａに設けた原水導入用小孔３ｂの内径寸法は、浄化水通路３ｃの内径寸法の５〜５０％（即ち、断面積比が２５％以下）とするのが望ましい。小孔３ｂの内径寸法が５０％を越えると原水Ｗの混入量が多量になり過ぎて、外部へ取り出す浄化水Ｗ0 の水質を規定のレベルに保持することが困難になる。また逆に、小孔３ｂの内径が５％以下になると、原水Ｗの混入による浄化水Ｗ0 の取り出し量の増大を十分に図ることが困難になる。そのため、前記小孔３ｂの内径は浄化水通路３ｃの内径の５〜５０％の範囲とするのが望ましい。
【００２１】
また、図１の実施形態に於いては、原水導入用小孔３ｂの内径を一定としているが、後述するように当該原水導入用小孔３ｂの大きさを調整可能な構造としてもよい（図２参照）。
【００２２】
次に、本発明に係る濾材カートリッジＣを用いた原水Ｗの浄化について説明する。
図１を参照して、浄水器Ａのホルダ２を水道蛇口Ｂへ取り付け、その後ホルダ２へ濾材カートリッジＣを挿着したカートリッジ本体１を取り付ける。
【００２３】
水道蛇口Ｂを開放し、且つ切換ハンドル２ｂを操作することにより、原水出口２ｂから原水Ｗを、又は浄化水取出し口１ｅから浄化水Ｗ0 を、夫々切換的に取り出しすることができる。
即ち、浄化水Ｗ0 を必要とする場合には、ハンドル２ｂを操作し、原水Ｗを送水口２ｅ、導入口１ｄを通して原水通路１ｆ内へ導入し、濾材３内を矢印方向へ流通させることにより、原水Ｗ内の不純物や藻等の微生物、塩素類、重金属類等を除去する。
また、濾材３のフィルター作用によって浄化された浄化水Ｗ0 は、浄化水通路３ｃを通して浄化水取出し口１ｅから外部へ取り出されて行く。
【００２４】
一方、原水通路１ｆ内の原水Ｗの一部は、濾材３の上部空間内へ導入され、第１支持板３ａの小孔３ｂを通して直接に浄化水通路３ｃ内へ流入する。
これにより、浄化水Ｗ0 の水質は若干低下する。しかし、前記小孔３ｂの内径が、原水Ｗの水質のレベル並びに浄化水通路３ｃの内径に応じて適宜の寸法に規制されているため、浄化水Ｗ0 内へ混入する原水Ｗの量も適宜に規制されることになり、外部へ取り出す浄化水Ｗ0 の水質は、実用上問題のないレベル以上の水質に保持される。
【００２５】
また、小孔３ｂを通して原水Ｗの一部が浄化水Ｗ0 内へ混入されるため、万一使用時間の経過等によって濾材３に部分的な目詰まりが生じ、これによって浄化水Ｗ0 の生成が不足気味になって来ても、浄化水取出し口１ｅから必要量の浄化水を容易に得ることが出来る。
【００２６】
図２は、本発明の第２実施形態を示す部分縦断面図であり、原水導入用小孔３ｂに弁（例えばニードル弁）４を設け、当該弁４より小孔３ｂの通路断面積を調整することにより、浄化水通路３ｃ内へ流入する原水Ｗの量を調整可能としたものである。
【００２７】
当該第２実施形態では、小孔３ｂの断面積を原水Ｗの水質レベルに応じて適宜に調整することができ、浄化水取出し口１ｅを通して外部へ取り出す浄化水Ｗ0 の水質を規定値以上に容易に保持することができる。
【００２８】
図３は本発明の第３実施形態を示す部分縦断面図であり、濾材３の浄化水通路３ｃ内へセラミック小粒体５を充填し、浄化水Ｗ0 の浄化度を一層向上させるようにしたものである。
また、図３に於いては、円筒状の一次フィルタ６が濾材３の外側に同芯状に且つ取替可能に挿着されており、当該一次フィルタ６によって原水Ｗ内の不純物が予備的に除去される。
【００２９】
当該第３実施形態では、より水質レベルの低い原水Ｗであっても円滑に浄化処理することができると共に、内側に位置する濾材３の寿命の延伸を図ることが可能となる。
【００３０】
図４は、本発明の第４実施形態を示す一部省略縦断面図であり、濾材３を中空糸７により形成すると共に、濾材３の外側に活性炭からなる一次フィルタ６を配設したものである。
当該第４実施形態の場合には、弁４によって原水導入用小孔３ｂの開度を調整することにより、より高度に浄化処理された浄化水Ｗ0 を浄化水取出し口１ｅから外部へ取り出すことができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に於いては、濾材３の上方部に配設した第１支持板３ａに、浄化水通路３ｃに連通する原水導入用小孔３ｂを穿設し、この原水導入用小孔３ｂを通して原水Ｗの一部を浄化水Ｗ0 内へ混入する構成としている。
その結果、原水Ｗの混入量を適宜に規制することにより、浄化水Ｗ0 の水質に大きな変動を来たすことなしに、濾材３に目詰まりが生じて浄化水Ｗ0 の生成量が減少傾向になった場合でも、浄化水取出し口１ｅから所望量の浄化水を容易に取り出すことができ、浄化水の供給不足に起因する様々な不都合を解消することができる。
【００３２】
また、原水Ｗ中に塩素が残留している場合には、原水Ｗの一部を浄化水Ｗ0 内へ混入することにより、浄化水Ｗ0 の水質に大きな変動を来たすことなしに外部へ取り出した浄化水中に塩素の一部を残留させることができ、浄化水に対する殺菌力を保持することが可能となる。
【００３３】
更に、原水導入用小孔３ｂに弁４を設けることにより、原水Ｗの混入量をより細かく調整できる。また、浄化水通路３ｃにセラミック小粒体を充填することにより、原水Ｗをより高度に浄化することが可能となる。
【００３４】
加えて、一次フィルタ６を設けることにより、より低水質レベルの原水Ｗに対しても、濾材３の寿命を延伸させることが可能となると共に、濾材３に中空糸や逆浸透膜を利用することにより、より高度な原水Ｗの浄化処理が行なえる。
本発明は上述の通り、優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る濾材カートリッジを取付けした浄化器の一部縦断面図である。
【図２】第２実施形態に係る濾材カートリッジの部分縦断面図である。
【図３】第３実施形態に係る濾材カートリッジの部分縦断面図である。
【図４】第４実施形態に係る濾材カートリッジの一部を省略した縦断面図である。
【符号の説明】
Ｗは原水、Ｗ0は浄化水、Ａは浄水器、Ｂは水道蛇口、Ｃは濾材カートリッジ、１はカートリッジ本体、１ａはケース本体、１ｂは蓋体、１ｃは押え金具、１ｄは導入口、１ｅは浄化水取出し口、１ｆは原水通路、２はホルダ、２ａは固定用金具、２ｂは切換ハンドル、２ｃは流路切換弁、２ｄは原水出口、２ｅは原水送水口、２ｆは装着部、３は濾材、３ａは第１支持板、３ｂは原水導入用小孔、３ｃは浄化水通路、３ｄは第２支持板、３ｅは浄化水出口、４は弁、５はセラミック小粒体、６は一次フィルタ（予備フィルタ）、７は中空糸フィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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