(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方が開放した筒状の本体容器と、該本体容器に結合し、本体開放部を塞ぐ蓋部とからなり、蓋部の内側に粒状濾過材を有する浄水器において、該蓋部に凸部を設け、該本体容器と該蓋部を結合させた際に、該本体容器内部の空間に該凸部が突出するように構成したことを特徴とする浄水器。
【請求項２】
前記本体容器と前記蓋部とを結合させた際、前記凸部の中で、前記本体容器の内側に存在する部分の体積をＶ１とし、前記本体開放部側の、前記粒状濾過材が存在しない部分の前記本体容器内の体積をＶ２とした際、Ｖ１／Ｖ２＞０．３を満足することを特徴とする請求項１記載の浄水器。
【請求項３】
前記本体容器の筒の中心軸が、鉛直方向に対し交差するように配置されてなる請求項１又は２記載の浄水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水やその他の原水中に含まれる塩素や臭気原因物質、有害物質等を除去することにより、おいしく安全な水を供給するための浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
安全な水を供給するために、水道水には殺菌用の塩素添加が義務づけられている。そのため、水道水が雑菌により汚染される懸念は少ないが、カルキ臭により水の味は損なわれてしまう。また、この塩素と水道水中に含まれるフミン質などの有機物質とが反応することにより、発ガン性を有するトリハロメタンが水道水中に生成することも確認されている。
また、近年の河川、湖沼の汚染等により、これらを原水とする水道水中には、２−メチルイソボルネオールのようなカビ臭原因物質が微量成分として含まれていることも確認されている。これらの水の味を損ねる物質、有害物質を除去するための浄水器が広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
粒状の濾過材を使用した浄水器の場合、粒状濾過材のカートリッジ本体容器への充填の際に、粒状濾過材を単に流し込んだだけでは粒子の充填密度が小さく、後に振動を受けた場合や通水を行った際にカートリッジ内の粒状濾過材のパッキングが密になる過程で濾過材層に隙間を生じてしまう。
充填密度を高めるために、カートリッジに振動を与えながら粒状濾材を充填する方法も知られているが、カートリッジ本体容器の容積いっぱいまで粒状の濾過材を入れると、蓋を接着、溶着あるいは、ネジ嵌合する際に、接着・溶着部あるいはネジ部に濾過材の粒が挟まりやすく、その結果としてカートリッジ本体への蓋の接着、溶着、嵌合不良を起こしてしまう。
【０００４】
このため活性炭の充填量を少なめに調整する必要があり、その結果として、カートリッジの濾過材充填部に隙間が生じ、その部分を優先的に水が通過するため、濾過材と水の接触が充分でなくなり、濾過材の能力が充分に利用できず、早くから除去対象物質の通過が起こってしまう問題があった。この流路の短絡現象は図４の例のように、通水方向が垂直方向と同じ又は逆となるようにカートリッジを配することによりある程度防止できるが、図３の例のように、通水方向が垂直方向に対し交差するようにカートリッジを配した場合、特に顕著となる。
【０００５】
特開平７−８８４７３号公報には、活性炭に吸水性ポリマーを混合させ、通水を行った際に吸水性ポリマーに給水させ、膨張させることにより隙間を塞ぐ方法が記載されている。しかしながらこの方法は、吸水性ポリマーから濾過水へ異臭や異味が移る、吸水性ポリマーが仕切部材に付着して通水困難になる、等の懸念があった。
【０００６】
また、特開平７−２４４４７号公報には、濾過材と蓋体との間に、濾過材を上方に付勢するコイルスプリングを設けて隙間を生じさせないようにする方法が開示されている。しかしながらこの方法は、構成が複雑であるばかりか、コイルスプリングを常に圧縮状態にしているため、経時的にコイルスプリングが劣化し、濾過材を付勢できなくなる懸念があった。
【０００７】
本願発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、簡便な構成で、粒状濾過材層中の隙間による流路短絡の形成が起こらない浄水器を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、一方が開放した筒状の本体容器と、該本体容器に結合し、本体開放部を塞ぐ蓋部とからなり、蓋部の内側に粒状濾過材を有する浄水器において、該蓋部に凸部を設け、該本体容器と該蓋部を結合させた際に、該本体容器内部の空間に該凸部が突出するように構成したことを特徴とする浄水器、である。
また、前記本体容器と前記蓋部とを結合させた際、前記凸部の中で、前記本体容器の内側に存在する部分の体積をＶ１とし、前記本体開放部側の、前記粒状濾過材が存在しない部分の前記本体容器内の体積をＶ２とした際、Ｖ１／Ｖ２＞０．３を満足すると、水流の短絡による濾材の利用効率低下を確実に防止でき、好ましい。
また、蓋部に凸部を有する浄水器を、前記本体容器の筒の中心軸が、鉛直方向に対し交差するように配置すると、濾材の利用効率を低下させること無く、上下方向のスペースを節約することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の形態例を説明する。図１は本発明の浄水器の一例を示す断面図であり、１は本体容器、２は蓋部、３は入水部、４は出水部、５は目皿、６は中空糸膜モジュール、７は粒状濾過材、８は外層、９は内層、１０は中目皿である。
【００１０】
濾過水を得るためには、原水は入水部３より供給され、目皿５を通った後、粒状濾過材７の充填層の中、中空糸膜モジュール外周に位置する外層８を通過し、蓋部２に突き当たる。その後、中空糸膜モジュール６が蓋部２に嵌合する部分に設けられたスリット部を通過し、中空糸膜モジュール６内部に設けられた濾過材充填部内層９、中目皿１０、中空糸膜モジュール６を通過し、浄化された濾過水が出水部４から得られる。
【００１１】
この浄水器の製造工程において、一方が開放した筒状の本体容器１の開放部側を上にし、目皿５、中空糸膜モジュール６、中目皿１０を挿入した状態で、本体容器１の開放部上部から粒状濾過材７を投入充填する。本体容器１の形状は必ずしも限定はされず、例えば多角柱状や円錐台状等の形状とすることも可能であるが、円筒形状とすると、耐圧性や成形性が向上するためより好ましい。
【００１２】
本体容器１と蓋部２との結合方法は必ずしも限定はされず、両部材に穴を開けてボルトを通して結合する方法、両部材の上からＣリングで挟み、締め付けて固定する方法、等を用いることができるが、両部材に雄ネジ／雌ネジを形成して嵌合する方法が、部品点数を少なくできるため好ましい。
いずれの結合方法であっても、粒状濾過材の噛み込みによる嵌合不良を防止するため、本体容器開放部のぎりぎりまでは粒状濾過材を充填せず、ある程度隙間を持たせた状態で蓋部２を載せる。
【００１３】
ここで、凸部を有する蓋部２を使用することにより、製造上空隙を持たせていた粒状濾過材充填部を蓋部凸部が埋めることにより、カートリッジの配置方向に係らずに短絡流路を形成させず、良好な除去性能を示す浄水器を得ることが出来る。
【００１４】
凸部を有する蓋部２は、図１に示したように、底蓋２ａとして一つの構成部材としてもよいし、図２に示したように、底蓋２ａと中子１１を別の構成部材として、製造時に組み合わせて蓋部２を形成してもよい。
凸部の形状は、本体容器１の開放部Ａ−Ａ’面より本体内側部に配置され、使用時の耐圧性を保持できる形状であれば特に限定はされない。
【００１５】
中子１１を使用する場合、底蓋２との接合面は、底蓋２側の接合面形状に合わせることが好ましい。中子１１と本体容器１とを液密に接合することは困難であり、中子１１と底蓋２の間にある程度の空隙ができる。空隙が大きい場合、通水に伴いこの空隙に水が入り込み、長期使用時に入れ替わることのない死に水を形成してしまうことから、空隙を最小にすることが望ましい。
図２に示した中子においては、底蓋２と中子１１の接合面がほぼ同一の形状を成していることから、死に水が発生しても極微量であり、長期使用における問題点の無い構造となっている。なお、図１に示したように、蓋部を凸部形状を有する底蓋のみで形成した場合は死に水の発生はない。
【００１６】
図５は本発明の本体容器１と容器中に充填された粒状濾過材８及び蓋部２を模式的に示した図である。本体容器１と蓋部２とを結合させた際、凸部の中で、本体容器１の内側に存在する部位の体積をＶ１とし、前記本体開放部側の、前記粒状濾過材が存在しない部分の前記本体容器内の体積をＶ２とした際、Ｖ１／Ｖ２＞０．３を満足すると、水流の短絡による濾材の利用効率低下を確実に防止でき、好ましい。
【００１７】
Ｖ１／Ｖ２が０．３を下回る場合、形成される空隙が大きくなり、水流の短絡を効果的に防止できないため濾過材の性能が充分に発揮できない。
Ｖ１／Ｖ２＞０．３であれば、水流の短絡防止効果は十分であるが、隙間の体積Ｖ２よりも凸部体積Ｖ１を大きくすると、蓋部２の凸部を本体容器１内部に収めることができないため、Ｖ１／Ｖ２＝１が物理的上限となる。
【００１８】
また、筒状カートリッジ本体の長手方向の長さをＬ、断面の最大径をＤとすると、Ｌ／Ｄ＞０．７となるようにすると、粒状濾過材層の厚さが確保でき、短絡流路の形成防止効果が高くなるため好ましい。
【００１９】
本発明の浄水器に用いられる粒状濾過材としては、従来浄水器に用いられているものであればよく、活性炭、イオン交換樹脂、珊瑚砂、セラミックス等の各種粒状の濾過材が用いられるが、より好ましくは粒状の活性炭である。また、濾過材は、各種粒状の濾過材を単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。
また、中空糸膜を使用する場合、ポリオレフィン系、ポリスルホン系等の公知のものを用いることができる。
【００２０】
本発明の浄水器を構成する本体容器１及び底蓋２は、コスト、成形加工性を考慮すると、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＥ樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチックで構成することが好ましい。肉厚は、耐圧性を考慮し３ｍｍ以上が好ましい。
【００２１】
以下、実施例を基に本発明を具体的に説明する。
＜実施例１＞
図１に示した形状の、開口部内径が８６ｍｍφ、高さが１６３．２ｍｍの円筒形の本体容器に、外径５４ｍｍφの中空糸膜モジュールを挿入し、粒径が２４メッシュ〜４２メッシュの範囲である活性炭２２０ｇを充填した。
活性炭を充填後、本体容器と蓋部を結合させた際に、本体容器開放部より凸部頂点までの高さが１３．９ｍｍで、Ｖ1／Ｖ２＝０．４８となるように凸部を形成した蓋部で封止して浄水器とした。
【００２２】
この浄水器に、ＪＩＳ  Ｓ  ３２０１「家庭用浄水器試験方法」に基づき、流量が４．5Ｌ／ｍｉｎの場合の遊離残留塩素ろ過能力試験を実施した。このとき、本体容器の配置方向は、円筒の長手方向が横を向くように配置した。
その結果、除去率が８０％に到達するまでの総濾過流量は３３．１ｍ３であった。
【００２３】
＜実施例２＞
本体容器開放部より凸部頂点までの高さが９．８ｍｍで、Ｖ1／Ｖ２＝０．３３となるように凸部を形成した蓋部を用いた以外は、実施例１と同様に遊離残留塩素ろ過能力試験を実施した。
その結果、除去率が８０％に到達するまでの総濾過流量は３２ｍ３であった。
【００２４】
＜実施例３＞
本体容器開放部より凸部頂点までの高さが７．３ｍｍで、Ｖ1／Ｖ２＝０．２５となるように凸部を形成した蓋部を用いた以外は、実施例１と同様に遊離残留塩素ろ過能力試験を実施した。
その結果、除去率が８０％に到達するまでの総濾過流量は２２．９ｍ３であった。
【００２５】
＜比較例１＞
蓋部に凸部を形成しない以外は、実施例１と同様に遊離残留塩素ろ過能力試験を実施した。
その結果、除去率が８０％に到達するまでの総濾過流量は１３．５ｍ３であった。
【００２６】
図６は、実施例及び比較例におけるＶ１／Ｖ２と、除去率が８０％に到達するまでの総濾過流量の関係を表すグラフである。グラフより、蓋部に凸部を設けたことにより総濾過流量が多くなり、特にＶ１／Ｖ２＞０．３とすることにより、総濾過流量が顕著に向上することが判る。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によると、蓋部に凸部を設けることにより、カートリッジの配置方向に関わらず粒状濾過材充填層の空隙を低減させ、短絡流路を発生することなく、濾過材の性能を充分に発現した浄水器を得ることが出できる。
また、蓋部凸部の中で、本体容器の内側に存在する部位の体積をＶ１とし、本体開放部Ａ−Ａ’面を上にして前記蓋部を取り外した際に、本体容器内部で、粒状濾過材の上側の粒状濾過材が存在しない部分の体積をＶ２とした際、Ｖ１／Ｖ２＞０．３を満足すると、水流の短絡による濾材の利用効率低下を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄水器の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の蓋部の一例を示す断面図である。
【図３】従来の浄水器の一例を示す断面図である。
【図４】従来の浄水器の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の本体容器、蓋部を模式的に表す断面図である。
【図６】本発明の実施例及び比較例におけるＶ１／Ｖ２と、残留塩素８０％除去までの総濾過流量の関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１      本体容器
２      蓋部
２ａ    底蓋
３      入水部
４      出水部
５      目皿
６      中空糸膜モジュール
７      粒状濾過材
８      外層
９      内層
１０    中目皿
１１    中子
【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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