(57)【要約】【課題】小型化しても、活性炭部材の潰れが防止できると共に所望の浄化性能を得ることができる浄化カートリッジを提供する。【解決手段】接続部材１０には、ケース４の開口８と繋がる貫通孔１６を設け、かつ、ケース４の外周に係止される爪部１３を設け、ケース４には、外周に接続部材１０の爪部１３を係止させるための凸部１４を設け、キャップ１１には、繊維状活性炭９の中空内部に接続部材１０に達するまで差し込まれると共に接続部材１０の貫通孔１６内へ通じる流体の流路が形成されたリブ１７を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜束及び該中空糸膜束を装填したケースを有する中空糸膜モジュールと、
前記ケースの開口を有する端部に接続される接続部材、筒形状の活性炭部材及び該活性炭部材の前記接続部材とは反対側に固定されるキャップ部材を有する活性炭ユニットと、
を備え、
前記接続部材には、前記ケースの前記開口と繋がる貫通孔を設け、かつ、前記ケースの外周に係止される係止部を設け、
前記ケースには、外周に前記接続部材の前記係止部を係止させるための被係止部を設け、
前記キャップ部材には、前記活性炭部材の中空内部に前記接続部材に達するまで差し込まれると共に前記接続部剤の前記貫通孔内へ通じる流体の流路が形成された柱部を設けたことを特徴とする浄化カートリッジ。
【請求項２】
前記係止部は、先端に返りを有する爪部であり、
前記被係止部は、前記ケースの外周表面から突出した凸部であり、
前記爪部の返りが前記凸部に引っ掛かることにより、前記接続部材が前記ケースの外周に係止されることを特徴とする請求項１に記載の浄化カートリッジ。
【請求項３】
前記ケースには、前記爪部について前記凸部とは反対側に、前記爪部の外周と略同等径まで突出する突起部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の浄化カートリッジ。
【請求項４】
前記柱部は、先端が前記貫通孔の内周にガイドされることを特徴とする請求項１に記載の浄化カートリッジ。
【請求項５】
前記柱部には、前記貫通孔に先端を差し込んだ後に前記貫通孔周りの端面に突き当たる段部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の浄化カートリッジ。
【請求項６】
前記柱部には、先端内部を空洞にする切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の浄化カートリッジ。
【請求項７】
前記流路は、前記柱部の表面に前記柱部の延伸方向に延びる溝であることを特徴とする請求項１に記載の浄化カートリッジ。
【請求項８】
前記柱部は、前記接続部材に達する先端程細くなり、
前記柱部の表面に形成された前記流路は、前記接続部材に近づくにつれて流量が多くなることを特徴とする請求項１に記載の浄化カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用や工業用の浄水等の液体の浄化を行う浄水器や液路に組み込まれる浄化カートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５に示すような浄化カートリッジが知られている。このような浄化カートリッジ１０１は、浄水カートリッジとして浄水器に組み込まれるものである。
【０００３】
図５に示す浄化カートリッジ１０１は、不織布１０２で囲ったＵ字状に折り曲げた中空糸膜束１０３をケース１０４に収めてその端部をポッティング部１０５としてポッティングした中空糸膜モジュール１０６と、円筒形状の繊維状活性炭１０７と、を有する。
【０００４】
この浄化カートリッジ１０１の繊維状活性炭１０７は、長手方向端の両端面に接着剤を塗布し、この端面に中空糸膜モジュール１０６と接続される接続部材１０８及びキャップ１０９を張り合わせて活性炭ユニット１１０を構成している。
【０００５】
そして、中空糸膜モジュール１０６と活性炭ユニット１１０とは、ケース１０４と接続部材１０８がＯリング１１１で密封性を保持させて嵌合される。この嵌合した中空糸膜モジュール１０６及び活性炭ユニット１１０は、有底円筒形状のカートリッジ本体１１２内に収納され、カートリッジ本体１１２の開口端部が本体キャップ１１３で溶着等により密閉される。
【０００６】
この浄化カートリッジ１０１では、カートリッジ本体１１２の中空糸膜モジュール１０６側端面の入口１１２ａから浄化液体（水等）が供給され、カートリッジ本体１１２内周と中空糸膜モジュール１０６外周との隙間を通って活性炭ユニット１１０外周に至る。
【０００７】
そして、活性炭ユニット１１０の繊維状活性炭１０７の外周から内周に染み込むことにより、まず繊維状活性炭１０７での浄化が行われる。
【０００８】
次に、繊維状活性炭１０７の中空内部に染み出た浄化液体は、接続部材１０８及びケース１０４の貫通孔を通って中空糸膜モジュール１０６内に入り、中空糸膜束１０３の中空糸膜の外側から内側に染み込むことにより、中空糸膜での浄化が行われる。
【０００９】
そして、中空糸膜内からカートリッジ本体１１２の中空糸膜モジュール１０６側端面の出口１１２ｂから排出される。
【００１０】
なお、カートリッジ本体１１２の中空糸膜モジュール１０６側端面の入口１１２ａと出口１１２ｂは、カートリッジ本体１１２内部で隔壁１１４によって隔てられているので、浄化前と後の浄化液体が混ざることはない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の浄化カートリッジでは、中空糸膜モジュール及び活性炭ユニットの嵌合時や、嵌合した中空糸膜モジュール及び活性炭ユニットをカートリッジ本体内に収納する時に、過剰に中空糸膜モジュール及び活性炭ユニットを押し付けてしまい、繊維状活性炭を潰してしまう（座屈させる）ことがある。
【００１２】
この従来の問題を解決しようとして、繊維状活性炭の外周に接続部材とキャップとをつなぐ保護壁（スリットの入った円筒状部材等）を設け、繊維状活性炭へ過剰な応力がかかることを防止することが考えられた。
【００１３】
しかし、近年、浄化カートリッジの小型化も考慮する必要があり、保護壁を採用した浄化カートリッジを小型化する場合には、保護壁の厚み等から繊維状活性炭の収容容積が小さくなって所望の浄化性能が得られなかったり、また、所望の浄化性能を得ようとして保護壁の厚みを薄くしてしまうと従来と同様に繊維状活性炭の潰れが生じてしまったりという問題があった。
【００１４】
本発明は上記従来技術に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型化しても、活性炭部材の潰れが防止できると共に所望の浄化性能を得ることができる浄化カートリッジを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発者らは、通常、浄化カートリッジに用いる活性炭部材が筒形状となることに着目し、活性炭部材の中空内部に支柱を設けることで活性炭部材の収容容積を小さくすることなく活性炭部材の潰れを防止する着想を得た。また、活性炭部材の中空内部は浄化する流体の流路であることに着目し、支柱で流体の流れを塞いでしまうことが無いように支柱に流路を設ける着想を得た。さらに、中空糸膜束と活性炭部材とは使用耐久による寿命が異なることに着目し、各々のユニットが別々に交換できるように容易に着脱可能とする着想を得た。
【００１６】
以上の着想を実現することにより、本発明の浄化カートリッジは、小型化しても、活性炭部材の潰れが防止できると共に所望の浄化性能を得ることができる。
【００１７】
上記の着想を具体化する本発明の構成は、中空糸膜束及び該中空糸膜束を装填したケースを有する中空糸膜モジュールと、前記ケースの開口を有する端部に接続される接続部材、筒形状の活性炭部材及び該活性炭部材の前記接続部材とは反対側に固定されるキャップ部材を有する活性炭ユニットと、を備え、前記接続部材には、前記ケースの前記開口と繋がる貫通孔を設け、かつ、前記ケースの外周に係止される係止部を設け、前記ケースには、外周に前記接続部材の前記係止部を係止させるための被係止部を設け、前記キャップ部材には、前記活性炭部材の中空内部に前記接続部材に達するまで差し込まれると共に前記接続部剤の前記貫通孔内へ通じる流体の流路が形成された柱部を設けたことを特徴とする。
【００１８】
この構成では、キャップ部材に活性炭部材の中空内部に接続部材に達するまで差し込まれる柱部を設けたので、キャップ部材と接続部材との間にかかる過剰な応力は柱部が受け持つことになり、キャップ部材と接続部材との間の活性炭部材には過剰な応力がかからず、活性炭部材が潰れてしまうことがない。かつ、もとの活性炭部材の中空内部を利用しており、活性炭部材の収容容量を小さくすることがないので、所望の浄化性能を得ることができる。さらには、活性炭部材に内径方向の圧力がかかっても、柱部が活性炭部材を内部から支えるので、活性炭部材の内径方向の潰れも防止できる。
【００１９】
また、柱部は接続部剤の貫通孔内へ通じる流体の流路が形成されているので、活性炭部材の中空内部を通過する浄化流体の流れを遮断してしまうことが無く、所望の浄化性能を得ることができる。
【００２０】
さらに、接続部材とケースとが係止部及び被係止部によって係止した構成であるので、中空糸膜モジュールと活性炭ユニットとが容易に着脱可能であり、中空糸膜モジュールと活性炭ユニットとを別々に交換できる。このため、使用耐久による寿命が異なる中空糸膜束と活性炭部材とを、各々最適な使用期間で使用でき、無駄を省くことができる。かつ、接続部材とケースとで中空糸膜モジュールと活性炭ユニットとを接続しており、従来必要であったカートリッジ本体のような他の部材が必要なく、構成の簡略化が図れる。
【００２１】
前記係止部は、先端に返りを有する爪部であり、前記被係止部は、前記ケースの外周表面から突出した凸部であり、前記爪部の返りが前記凸部に引っ掛かることにより、前記接続部材が前記ケースの外周に係止されることがよい。
【００２２】
この構成では、中空糸膜モジュールと活性炭ユニットとが容易に着脱可能であり、中空糸膜モジュールと活性炭ユニットとを別々に交換できる。
【００２３】
前記ケースには、前記爪部について前記凸部とは反対側に、前記爪部の外周と略同等径まで突出する突起部を設けたことがよい。
【００２４】
この構成では、突起部が爪部の防御壁となり、爪部に外部から何かが当たって爪部が凸部から外れてしまうことを防止する。また、中空糸膜モジュールと活性炭ユニットとの外周には浄化液体が中空糸膜モジュールから活性炭ユニットへ向けて流れるので、この浄化液体の流れは流れとは逆に延びる爪部を持ち上げる力が働いてしまうが、突起部が流れに対する爪部の防御壁となり、浄化流体の流れによる力で爪部が凸部から外れてしまうことを防止する。
【００２５】
前記柱部は、先端が前記貫通孔の内周にガイドされることがよい。
【００２６】
この構成では、柱部の先端が貫通孔内に位置決めされるので、柱部の姿勢が安定し、活性炭部材の潰れが防止できると共に所望の浄化性能を得ることができる。
【００２７】
前記柱部には、前記貫通孔に先端を差し込んだ後に前記貫通孔周りの端面に突き当たる段部を設けたことがよい。
【００２８】
この構成では、段部で柱部の貫通孔内への差し込み量を規制するので、柱部が確実にキャップ部材と接続部材との間にかかる過剰な応力を受け持ち、活性炭部材の潰れが防止できる。
【００２９】
前記柱部には、先端内部を空洞にする切り欠き部を設けたことがよい。
【００３０】
この構成では、切り欠き部で流量を多く流せるので、接続部材に近づく程流量の増加する浄化液体の流れを留めてしまうことなく流すことができ、所望の浄化性能を得ることができる。
【００３１】
前記流路は、前記柱部の表面に前記柱部の延伸方向に延びる溝であることがよい。
【００３２】
この構成では、柱部の表面に沿って浄化液体が流れ、所望の浄化性能を得ることができる。
【００３３】
前記柱部は、前記接続部材に達する先端程細くなり、前記柱部の表面に形成された前記流路は、前記接続部材に近づくにつれて流量が多くなることがよい。
【００３４】
この構成では、接続部材に近づく程流量の増加する浄化液体の流れを留めてしまうことなく柱部の表面に沿って流すことができ、所望の浄化性能を得ることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の最適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００３６】
図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態に係る浄化カートリッジについて説明する。図１は実施の形態に係る浄化カートリッジの断面図である、図２は実施の形態に係る中空糸膜モジュールの断面図である。図３は実施の形態に係る活性炭ユニットの断面図である。図４は実施の形態に係るキャップの図である。
【００３７】
浄化カートリッジ１は、図１に示すように、中空糸膜モジュール２と、活性炭ユニット３と、が組み合わされた構成である。この浄化カートリッジ１は、液路内に配置され、図示矢印のようにカートリッジ外周から供給される浄化液体（水等）を活性炭ユニット３、中空糸膜モジュール２の順に流し、浄化して中空糸膜モジュール２側の端部から排出する。
【００３８】
中空糸膜モジュール２は、図２に示すように、円筒形状のケース４と、ケース４内に装填されるＵ字状に折り曲げられた複数の中空糸膜からなる中空糸膜束５と、中空糸膜束５を囲う不織布６と、ケース４の活性炭ユニット３とは反対側端面で中空糸膜束５の中空内部のみが端面外部に開放するように中空糸膜束５の端部をケース４内で封止固定するポッティング部７と、ケース４の活性炭ユニット３側端面でケース４内に浄化液体を供給するための開口８と、を備える。
【００３９】
活性炭ユニット３は、図３に示すように、円筒形状の活性炭部材としての繊維状活性炭９と、ケース４の開口８を有する端部に接続される接続部材１０と、繊維状活性炭を挟んで接続部材１０と対向するキャップ部材としてのキャップ１１と、を備える。
【００４０】
接続部材１０は、概略、断面コ字状の有底円筒形状をしており、筒部１０ａと平面部１０ｂとを有する。
【００４１】
筒部１０ａは、中空糸膜モジュール２のケース４外周を囲む大きさとなっており、筒部１０ａ内にケース４が嵌る。筒部１０ａ内周とケース４外周との間には、ケース４外周の環状溝に配置されたＯリング１２によって密封性が保持されている。
【００４２】
筒部１０ａの先端には、係止部としての爪部１３が形成されている。爪部１３は、先端に返り１３ａを有し、中空糸膜モジュール２のケース４外周に形成された被係止部としての凸部１４に返りを引っ掛けることで、中空糸膜モジュール２に活性炭ユニット３を係止して接続する。
【００４３】
この爪部１３の凸部１４への引っ掛かりだけで接続されているので、中空糸膜モジュール２と活性炭ユニット３とが容易に着脱可能であり、中空糸膜モジュール２と活性炭ユニット３とを別々に交換できる。このため、使用耐久による寿命が異なる中空糸膜束５と繊維状活性炭９とを、各々最適な使用期間で使用でき、無駄を省くことができる。かつ、接続部材１０とケース４とで中空糸膜モジュール２と活性炭ユニット３とを接続しており、従来必要であったカートリッジ本体のような他の部材が必要なく、構成の簡略化が図れる。
【００４４】
ここで、中空糸膜モジュール２のケース４には、図２に示すように、爪部１３を引っ掛けるための凸部１４に加え、引っ掛かる爪部１３について凸部１４とは反対側に爪部１３の外周と略同等径まで突出する突起部１５が設けられている。
【００４５】
突起部１５は、引っ掛かった爪部１３の先端に立ちはだかる爪部１３の防御壁となり、爪部１３に外部から何かが当たって爪部１３が凸部１４から外れてしまうことを防止する。また、中空糸膜モジュール２と活性炭ユニット３との外周には、図１の矢印のように浄化液体が中空糸膜モジュール２から活性炭ユニット３へ向けて流れるので、この浄化液体の流れによって流れとは逆に延びる爪部１３を持ち上げる力が働いてしまうが、突起部１５が流れに対する爪部１３の防御壁となり、浄化流体の流れによる力で爪部１３が凸部１４から外れてしまうことを防止する。
【００４６】
また、接続部材１０の平面部１０ｂには、中心に貫通孔１６が設けられている。貫通孔１６は、ケース４の端面の開口８と繋がっている。
【００４７】
貫通孔１６の周りには、繊維状活性炭９の中空内部に突出た突出端部１０ｃが設けられており、突出端部１０ｃで繊維状活性炭９を支持している。
【００４８】
キャップ１１は、平板状の円板部１１ａと、円板部１１ａの中心から繊維状活性炭９の中空内部に差し込まれて接続部材１０へ延びる柱部としてのリブ１７と、を有する。キャップ１１の形状は、図４に示すようになっている。
【００４９】
円板部１１ａは、外周端が曲がられており、繊維状活性炭９の外周を型崩れなく保持する。
【００５０】
一方、リブ１７は、断面十字状であり、交差した部分を凹ませて溝１８が形成されている。このリブ１７は、先端に行く程細くなっている。さらに、リブ１７の先端の内部には、内部を空洞にする切り欠き部１９が形成されている。
【００５１】
すなわち、リブ１７には、溝１８と、リブ１７が先端に行く程細くなることによる空間と、リブ１７の先端内部の空洞である切り欠き部１９と、によって、繊維状活性炭９の中空内部に浄化液体の流路を形成している。このため、繊維状活性炭９を通過して中空内部に浄化液体が集まってきて、接続部材１０に近づく程流量の増加する浄化液体の流れを留めてしまうことなく流すことができ、所望の浄化性能を得ることができる。
【００５２】
また、リブ１７の先端には、突出部２０が形成されおり、突出部２０が接続部材１０の貫通孔１６にガイドされ、最終的に貫通孔１６内周に嵌合する。このように、リブ１７の突出部２０が貫通孔１６にガイドされることで、リブ１７の先端が貫通孔１６内に位置決めされ、最終的に突出部２０が貫通孔１６内周に嵌合することで、リブ１７が位置固定される。
【００５３】
リブ１７は、先端に突出部２０が形成されているため、突出部２０の根本が一段太くなるために段部２１となっている。この段部２１が貫通孔１６回りの突出端部１０ｃに突き当たることにより、段部２１でリブ１７の貫通孔１６内への差し込み量を規制するので、リブ１７が確実にキャップ１１と接続部材１０との間にかかる過剰な応力を受け持ち、キャップ１１と接続部材１０との間の繊維状活性炭９には過剰な応力がかからず、繊維状活性炭９の潰れが防止できる。
【００５４】
なお、このように、リブ１７を繊維状活性炭９に差し込む構成であるので、もとの繊維状活性炭９の中空内部を利用しており、繊維状活性炭９の収容容量を小さくすることがないので、所望の浄化性能を得ることができる。さらには、繊維状活性炭９に内径方向の圧力がかかっても、リブ１７が繊維状活性炭９を内部から支えるので、繊維状活性炭９の内径方向の潰れも防止できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、小型化しても、活性炭部材の潰れが防止できると共に所望の浄化性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る浄化カートリッジの断面図である。
【図２】実施の形態に係る中空糸膜モジュールの断面図である。
【図３】実施の形態に係る活性炭ユニットの断面図である。
【図４】実施の形態に係る活性炭ユニットのキャップを示す図である。
【図５】従来技術の浄化カートリッジの図である。
【符号の説明】
１  浄化カートリッジ
２  中空糸膜モジュール
３  活性炭ユニット
４  ケース
５  中空糸膜束
６  不織布
７  ポッティング部
８  開口
９  繊維状活性炭
１０  接続部材
１１  キャップ
１３  爪部
１４  凸部
１５  突起部
１６  貫通孔
１７  リブ
１８  溝
１９  切り欠き部
２０  突出部
２１  段部
【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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