(57)【要約】【課題】デッドスペースの削減、部品点数の削減及び中空糸膜束利用の効率化を図る浄化カートリッジを提供する。【解決手段】Ｕ字状に折り曲げた中空糸膜束８と中空糸膜束８を覆う網目状ケース９と中空糸膜束８の両端部が揃えられた網目状ケース９の開口部をポッティングしたポッティング部６とを有する膜モジュール２と、膜モジュール２を中心に膜モジュール２の周りに形成される活性炭層３と、活性炭層３の外側から浄化対象液体を流し込む流入口５と、を備え、流入口５から流し込まれた浄化対象液体が活性炭層３及び中空糸膜を透過して浄化された後に膜モジュール２のポッティング部６側から排出される。【選択図】  図１
2004313964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｕ字状に折り曲げた中空糸膜束と該中空糸膜束を覆う網目状ケースと前記中空糸膜束の両端部が揃えられた前記網目状ケースの開口部をポッティングしたポッティング部とを有する膜モジュールと、
該膜モジュールを中心に前記膜モジュールの周りに形成される活性炭層と、
前記活性炭層の外側から浄化対象液体を流し込む流入口と、
を備え、
前記流入口から流し込まれた浄化対象液体が活性炭層及び中空糸膜を透過して浄化された後に前記膜モジュールのポッティング部側から排出されることを特徴とする浄化カートリッジ。
【請求項２】
Ｕ字状に折り曲げた中空糸膜束と、
該中空糸膜束を覆うと共に外側から浄化対象液体が疎通可能な網目状ケースと、
前記中空糸膜束の両端部が揃えられた前記網目状ケースの開口部をポッティングしたポッティング部と、
を有することを特徴とする膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用の浄水等の液体（水）の浄化を行う浄水器に組み込まれる浄化カートリッジ及びそれに用いられる膜モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図３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、一般の家庭用浄水器に組み込まれるものである。
【０００３】
図３に示す浄化カートリッジ１０１は、Ｕ字状に折り曲げた中空糸膜束１０２を収めてその中空糸膜束１０２の両端部を揃えてポッティング部１０３としてポッティングした膜モジュール１０４と、活性炭１０５を充填した活性炭ユニット１０６と、を有する。
【０００４】
この浄化カートリッジ１０１では、膜モジュール１０４のポッティング部１０３を一端とし、活性炭ユニット１０６の浄化対象液体（水）の流入口を他端として、膜モジュール１０４と活性炭ユニット１０６とが長手方向に直列に繋がった構成をしている。
【０００５】
そして、浄化カートリッジ１０１の他端から活性炭ユニット１０６へ液体（水）が流入し、活性炭ユニット１０６を透過して膜モジュール１０４へ流入し、中空糸膜を透過して排出される。
【０００６】
ここで用いられる膜モジュール１０４及び活性炭ユニット１０６は、それぞれ個別に作製され、その後に浄化カートリッジ１０１として一体化されていた。
【０００７】
【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１０１では、膜モジュール１０４及び活性炭ユニット１０６がそれぞれ個別に作製されるため、膜モジュール１０４内には中空糸膜束１０２をＵ字状に折り曲げた折り曲げ部側に中空糸膜束１０２が充填されない空間、いわゆるデットスペース（図３のＤ部）が生じており、無駄に浄化カートリッジ１０１が大きくなってしまうことがあった。
【０００８】
また、活性炭ユニット１０６の活性炭に粒状活性炭を用いた場合には、中空糸膜内に粒状活性炭が侵入することを防止するために、粒状活性炭と中空糸膜との間にフィルタ（図３では膜モジュール１０４と活性炭ユニット１０６との間のフィルタ１０７）を配置する必要があった。
【０００９】
さらに、浄化カートリッジ１０１は膜モジュール１０４と活性炭ユニット１０６とが長手方向に直列に繋がった構成であり、膜モジュール１０４も中空糸膜束１０２を収めるだけの大きさにしか形成されていないため、活性炭ユニット１０６を透過した水は中空糸膜束１０２の外周には回り込み難く、主として膜モジュールの中空糸膜束１０２をＵ字状に折り曲げた折り曲げ部側で中空糸膜を透過しようとしてしまい、中空糸膜束１０２の利用が非効率となっていた。
【００１０】
本発明は上記従来技術に鑑みてなされ、その目的は、デッドスペースの削減、部品点数の削減及び中空糸膜束利用の効率化を図ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、浄化カートリッジに用いる中空糸膜束部分と活性炭部分とが個別に作製されるために部品点数が増加し、デットスペースが生じてしまうことに着目した。そして、中空糸膜束部分と活性炭部分とを初めから一体化して作製することを想起し、中空糸膜束部分を中心としてその周りに活性炭部分を形成する着想を得た。特に、中空糸膜束部分と活性炭部分との境界には網目状部材でケースを設けることにより、ケースに従来のフィルタの役目を兼ねさせる着想を得た。
【００１２】
上記の着想を具体化する本発明の浄化カートリッジの構成は、Ｕ字状に折り曲げた中空糸膜束と該中空糸膜束を覆う網目状ケースと前記中空糸膜束の両端部が揃えられた前記網目状ケースの開口部をポッティングしたポッティング部とを有する膜モジュールと、該膜モジュールを中心に前記膜モジュールの周りに形成される活性炭層と、前記活性炭層の外側から浄化対象液体を流し込む流入口と、
を備え、前記流入口から流し込まれた浄化対象液体が活性炭層及び中空糸膜を透過して浄化された後に前記膜モジュールのポッティング部側から排出されることを特徴とする。
【００１３】
また、浄化カートリッジに用いる本発明の膜モジュールにあっては、Ｕ字状に折り曲げた中空糸膜束と、該中空糸膜束を覆うと共に外側から浄化対象液体が疎通可能な網目状ケースと、前記中空糸膜束の両端部が揃えられた前記網目状ケースの開口部をポッティングしたポッティング部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
この構成では、中空糸膜束の外側に網目状ケースを介して活性炭が直接配置されており、デットスペースが生じることがない。また、活性炭に粒状活性炭を用いた場合でも、網目状ケースによって中空糸膜内に粒状活性炭が侵入することが防止できるので、従来のように中空糸膜内に粒状活性炭が侵入することを防止する部品を配置する必要がなくなり、部品点数を削減することができる。さらに、活性炭を透過した浄化対象液体は活性炭層が中空糸膜束の周りに形成されていることから、中空糸膜束の外側全体から入り込み、中空糸膜を透過するので、中空糸膜束の浄化対象液体に接触する表面が増加し、中空糸膜束の利用が効率化される。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１〜図２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膜モジュールの図である。
【００１７】
浄化カートリッジ１は、図１に示すように、膜モジュール２と、活性炭層３と、が組み合わされて、外側ケース４に収納された構成である。この浄化カートリッジ１は、家庭用浄水器等に組み込まれ、図示矢印のように浄化カートリッジ１の外側ケース４の外周側に存在する流入口５から供給される浄化対象液体（水等）を活性炭、中空糸膜の順に透過し、浄化して、浄化カートリッジ１の中心側に存在する膜モジュール２のポッティング部６側の排出口７から排出する。
【００１８】
膜モジュール２は、図２に示すように、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８と、中空糸膜束８を囲う網目状ケース９と、中空糸膜束８の両端部を揃えて中空糸膜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８の両端部を網目状ケース９の開口部で封止固定したポッティング部６と、を備える。
【００１９】
中空糸膜束８は、複数の中空糸膜を束ねたもので、Ｕ字状に折り曲げられ、両端部を揃えた構成である。
【００２０】
網目状ケース９は、中空糸膜束８のＵ字状に折り曲げられた形状に合わせて半球形状のようなドーム形状に形成される。この網目状ケース９の一部開放された開口部が中空糸膜束８の両端部が揃えられてポッティングされたポッティング部６となっている。
【００２１】
網目状ケース９の材質は、金属や樹脂等を用いることができる。網目状ケース９が金属製の場合には、通常の金属網をドーム形状に加工して形成することができるが、ポッティング部６の外周部分と接合する手間が必要となる。網目状ケース９が樹脂製の場合には、網目の成形金型で網目を成形し、さらにポッティング部６の外周部分と一体的に成形することができる。樹脂製で成形するときの樹脂材質としては、ＡＳ樹脂やＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。
【００２２】
網目状ケース９の網目の目は、網目の一単位当たり開口率を８０％〜９５％の範囲に設定する。この範囲よりも開口率が小さいと網目の透過抵抗が大きくなり過ぎてしまい、この範囲よりも開口率が大きいと網目状ケース９の強度が使用に耐えられなくなる。
【００２３】
また、網目状ケース９の網目の目開きは、活性炭層３に粒状活性炭を用いる場合には、通常使用される粒状活性炭の平均粒径が４０〜１００メッシュ（メッシュは１インチ当たりの網糸の本数を指す）であるので、目開きの大きさは１５０μｍ以下に設定される。なお、活性炭層３に成形品である繊維状活性炭を用いる場合には、目開きの大きさは特に限定されない。
【００２４】
一方、活性炭層３は、膜モジュール２を中心に膜モジュール２の周りに形成される。具体的には、網目状ケース９の外周側に筒状に形成され、Ｕ字状に折り曲げた中空糸膜束８の折り曲げ部付近では膜モジュール２の先端がすぼむことに対応して中心孔の径を小さくしている。
【００２５】
なお、本実施の形態では、膜モジュール２の先端が外側ケース４のポッティング部６とは反対の他端内壁４１に当接してしまうような容器となっている。しかし、外側ケース４のポッティング部６とは反対の他端内壁４１を膜モジュール２の先端から離して、その間にも活性炭層３を形成する構成でもよい。このように外側ケース４の他端内壁４１を膜モジュール２の先端から離すと、さらに液体（水）を透過可能な中空糸膜束８の表面積が増加して中空糸膜束８の利用が効率的となる。このように、本発明の範疇としては、膜モジュール２を中心としてその外側に活性炭層３が形成されていればよい。
【００２６】
また、活性炭層３は、膜モジュール２のポッティング部６を外部に露出させている。これは、ポッティング部６から最終的に浄化された液体（水）が排出され、またポッティング部６では透過は行うことができないので、活性炭層３でポッティング部６を覆っても活性炭の無駄が出るだけで全てを覆わせる必要は無いからである。
【００２７】
なお、浄化カートリッジ１の形状によっては、膜モジュール２のポッティング部６側をも活性炭で覆う形状としてしまうことでもよい。この場合には、排出口７に通じる排出通路を膜モジュール２のポッティング部６から活性炭層３の外側へ通じさせるように設ける必要がある。
【００２８】
活性炭層３の活性炭としては、粒状活性炭や繊維状活性炭を用いることができる。繊維状活性炭は、成型加工されるものであるが、好ましくはドーム形状の網目状ケース９が収まるように中心孔の内周がドーム形状に加工されたものを用いる。
【００２９】
外側ケース４は、略円柱形状の浄化カートリッジ１の外形を構成するものである。外側ケース４の内部には、膜モジュール２及び活性炭層３が収納される。外側ケース４の内部において、外側ケース４の内周壁面と活性炭層３の外周面との間には、液体（水）を活性炭層３の外周面全体に行き渡らせることを許容するために、環状隙間１０が形成されている。
【００３０】
また、外側ケース４は、膜モジュール２のポッティング部６の取り付けられた中心に排出口７を有し、その排出口７の外径側に液体（水）を外側ケース４内へ取り込む流入口５を有する。
【００３１】
以上の構成の浄化カートリッジ１では、流入口５から液体（水）を取り込み、環状隙間１０を流れて活性炭層３の外周全面から活性炭層３を中心に向けて透過し、さらに網目状ケース９を介し、中空糸膜を透過し、最終的に中空糸膜を透過した液体（水）がポッティング部６の外側にある排出口７から排出される。
【００３２】
このように、本実施の形態では、中空糸膜束８の外側に網目状ケース９を介して活性炭が直接配置されており、従来のように中空糸膜束８のモジュールを活性炭部分とは個別に作製することにより、中空糸膜束８のモジュール内の中空糸膜束８が充填されない空間、いわゆるデットスペースが生じることがない。よって、各構成部品の充填率を密にして浄化カートリッジ１の小型化を図ることもできる。
【００３３】
また、活性炭に粒状活性炭を用いた場合でも、中空糸膜束８を囲う網目状ケース９によって中空糸膜内に粒状活性炭が侵入することが防止できるので、従来のように粒状活性炭と中空糸膜との間にフィルタを配置する必要がなくなり、フィルタを削減することができる。よって、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
【００３４】
さらに、活性炭を透過した液体（水）は中空糸膜束８の外周全体から中心に向かい、中空糸膜を透過するので、中空糸膜束８の液体（水）に接触する表面が増加し、中空糸膜束８の利用が効率化される。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、デッドスペースの削減、部品点数の削減及び中空糸膜束利用の効率化を図ることができる。
【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】実施の形態に係る膜モジュールの図である。
【図３】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  膜モジュール
３  活性炭層
４  外側ケース
５  流入口
６  ポッティング部
７  排出口
８  中空糸膜束
９  網目状ケース
１０  環状隙間
４１  他端内壁
【図１】
2004313964.tif 000003
【図２】
2004313964.tif 000004
【図３】
2004313964.tif 000005