(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、この筐体内に設けた濾材粒集合体と、この濾材粒集合体に対向して設けた、吸水すると体積が膨張する多孔質弾性体と、前記濾材粒集合体の上流側と下流側を区画するフィルターとを備え、前記多孔質弾性体は、環状、筒状もしくは板状であり、前記濾材粒集合体と同一の横断面形状を有し、前記濾材粒集合体の端面に対向しているとともに、生産時には前記フィルターで区画される濾過室内に隙間が生じ、使用時には濾材粒の移動を抑制するように構成されるものであり、かつ前記多孔質弾性体は、前記濾材粒集合体の上流側と下流側を区画するフィルターの少なくとも一方を兼ねることを特徴とする浄水器。
【請求項２】
多孔質弾性体が、前記濾材粒集合体の下流側を区画するフィルターを兼ねる、請求項１に記載の浄水器。
【請求項３】
多孔質弾性体の被処理水の流れ方向の厚みを調整して、生産時には前記フィルターで区画される濾過室内に隙間が生じ、使用時には濾材粒の移動を抑制するように構成されるものである、請求項１または２に記載の浄水器。
【請求項４】
濾材粒集合体は全体として筒状をしており、この濾材粒集合体の内側に中空糸膜を設けた、請求項１〜３のいずれかに記載の浄水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水等に含まれる残留塩素を除去する粒状活性炭等の濾材粒を備えた浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から家庭用として好適に用いられている活性炭や中空糸膜などの濾材を備えた浄水器としては様々なタイプのものがあり、これらを濾材と処理水の流れ方向との関係から大別すると、濾材に対して水を略水平方向に通過させるものと略鉛直方向に通過させるものがある。たとえば、蛇口直結型浄水器においては、濾材に対して水を略水平方向に通過させるようにすると、濾材を有効利用しつつ蛇口のノズル下部奥部に収めるような構造にできるといった利点がある。
【０００３】
しかしながら、浄水器においては、濾材として、処理水中の残留塩素やトリハロメタンを除去できる粒状、粉末状の活性炭、亜硫酸カルシウムが用いられていることが多いが、これら粒状、粉末状の濾材を筐体内に隙間なく充填することは生産上困難であり、筐体内に空隙が生じる。そのため、上述したように濾材に対して略水平方向に原水を流入させる浄水器においては、流入口付近上方に隙間が生じて濾材充填密度が低くなり、原水が、圧力抵抗の低い濾材上方を通過し易くなる。その結果、水と濾材との接触時間が短くなるので、充填している濾材の処理性能を最大限発揮することができず、処理水質が低下し、また、一部の濾材のみが集中的に使用されるため濾材全体としての寿命が短くなる。
【０００４】
この様な現象を回避するため、特開平８−１０７５１号公報には、カートリッジ内部に水の流れを変更する部材を設けることにより濾材を有効に利用できる旨が開示されており、また、特開平１１−３３３４４７号公報には、カートリッジ内部に螺旋板を設けることにより水をカートリッジ内に滞留させる時間を長くして濾材を有効に利用する方法が開示されている。また、特開平９−５７２５０号公報には、カートリッジ内に粒状濾材とともに多孔質弾性体を収容して濾材が偏るのを防いだ浄水器が開示されている。さらに、特開平７−８８４７３号公報には、カートリッジ内に粒状の濾材と吸水性ポリマーとを混合して収納し、通水時にポリマーが膨潤して空隙がない浄水器とすることが開示されている。
【０００５】
しかしながら、特開平８−１０７５１号公報に記載されるような手段では、カートリッジ内部の構造が複雑となり、たとえばカートリッジを一体成型する場合、金型構造が複雑となり、コスト、生産時間の面からも効率的ではない。そして、この様な問題を避けるために、水の流れを変更する部材を何種類かの部品に分けることが考えられるが、工場レベルで生産することを前提とすると時間と手間が非常にかかるという問題がある。また、特開平１１−３３３４４７号公報に記載されるような手段も、組み立てる際に時間と手間がかかることは同様であり、さらに粒状濾材を充填するのに時間がかかり、かつ、やはり非充填部が形成されてしまう可能性がある。さらに、特開平９−５７２５０号公報記載の浄水器においても、実際の製造工程上では、弾性体を押さえつけながら筐体の蓋をしめ濾材を筐体内に密閉することが難しく、工場レベルでの生産が難しく、そのため不良品も発生し易いといった問題がある。さらにまた、特開平７−８８４７３号公報記載の浄水器では、通水するまでは空隙があるので、使用に供するまでに運搬等によって吸水性ポリマーが濾材との質量差によって偏在する。偏在すると、通水時にはカートリッジ内に空隙が生じなくても水が偏流し、本来のカートリッジ寿命、濾過性能を発揮できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水の偏流を防止でき、かつ、工場レベルでの生産が容易な浄水器を提供することを目的する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明は、筐体と、この筐体内に設けた濾材粒集合体と、この濾材粒集合体に対向して設けた、吸水すると体積が膨張する多孔質弾性体と、前記濾材粒集合体の上流側と下流側を区画するフィルターとを備え、前記多孔質弾性体は、環状、筒状もしくは板状であり、前記濾材粒集合体と同一の横断面形状を有し、前記濾材粒集合体の端面に対向しているとともに、生産時には前記フィルターで区画される濾過室内に隙間が生じ、使用時には濾材粒の移動を抑制するように構成されるものであり、かつ前記多孔質弾性体は、前記濾材粒集合体の上流側と下流側を区画するフィルターの少なくとも一方を兼ねている浄水器を特徴とするものである。
【０００８】
ここで、多孔質弾性体が、濾材粒集合体の下流側を区画するフィルターを兼ねることや、多孔質弾性体の被処理水の流れ方向の厚みを調整して、生産時には前記フィルターで区画される濾過室内に隙間が生じ、使用時には濾材粒の移動を抑制するように構成されるものであることが好ましい。また、濾材粒集合体は全体として筒状をしており、この濾材粒集合体の内側に中空糸膜を設けることも好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示す本発明の一実施態様に係る浄水器は、流路切換部１とカートリッジ収納筒体部２とから構成されている。流路切換部１は、水道の蛇口３と連結されることにより原水を受け入れる原水受入口４と、原水を浄化せずにそのまま流出する原水流出口（図示せず）と、カートリッジ収納筒体部２へ原水を送る送水口（図示せず）と、浄化された水を流出する浄化水流出口（図示せず）とを有し、かつ、原水受入口４から受け入れた原水を原水流出口または送水口に導く流路切換弁（図示せず）を操作する操作ハンドル５が設けられている。
【００１０】
カートリッジ収納筒体部２は、図２の断面図に示すように、カートリッジ６をその軸が水平方向に配置されるように収容するケーシング７と、ケーシング７に被着されるキャップ８とを有している。
【００１１】
カートリッジ６は、図３に示すように、外ケーシング９と内ケーシング１０によって二重円筒状に構成されている。外ケーシング９は、上端が開放された不透明あるいは透明プラスチック製の円筒状の部材で、底部に原水流入口１１と浄水流出口１２とが形成されており、内ケーシング１０は、上下端が開放された不透明あるいは透明プラスチック製の円筒状の部材である。そして、外ケーシング９の内周部底部には円筒状の仕切壁１３が設けられており、この仕切壁１３の上部に一次フィルター（整流部材）２１が、また、内ケーシング１０の上部に２次フィルター３１が設けられている。
【００１２】
これら外ケーシング９、内ケーシング９、一次フィルター２１および２次フィルター３１によって筒状の一次濾過室１４（筐体）および柱状の二次濾過室１５が形成されており、筒状の一次濾過室１４に活性炭等の粒状の濾材が充填され濾材粒集合体を形成している。そして、筒状の一次濾過室１４には、使用時に濾材粒集合体を押圧して濾材粒の流動を抑制するための多孔質弾性体５０が、濾材粒集合体に対向するように設けられている。また、二次濾過室１５には、多数本の中空糸膜３４がＵ字状に曲げられた状態で収容されており、中空糸膜３４を透過した浄水がその下方に形成された出口室３７に集められて浄水流出口１２から流出するように、中空糸膜３４の端部をポッティング樹脂３６で仕切壁１３の下部に固着するととも端面を開口している。
【００１３】
また、一次フィルター２１の下方には、原水流入口１１に連通する入口室２２が形成されており、原水がこの入口室２２および一次フィルター２１を通って一次濾過室１４に流入する。そして、外ケーシング９の上端には透明プラスチック製の蓋３２が止着され、この蓋３２の下方に一次濾過室１４と二次濾過室１５とをつなぐ連通室３３が形成され、一次濾過室１４で浄化された水が二次フィルター３１および連通室３３を通って二次濾過室１５に流入する。
【００１４】
このようなカートリッジ６は、図１、２に示すカートリッジ収納筒体部２に横向きに収容され、処理水が、そのカートリッジ６内を図３中矢印で示したように流れることとなる。
【００１５】
本発明において、多孔質弾性体５０とは、予め乾燥収縮することができ、吸水することによりその体積が膨脹するものであり、たとえばセルローススポンジや海綿などを用いることができる。
【００１６】
このような多孔質弾性体５０を、本発明においては特開平７−８８４７３号公報に開示される浄水器のように濾材粒に混在させるのではなく、濾材の外周側、内周側、端部等において、濾材粒集合体に対向するように設けるので、流束に対する濾材の充填密度を均一化することができ、多孔質弾性体の偏在による水の偏流を防ぐことができる。なお、対向とは、濾材粒集合体の一面と多孔質弾性体が対向していればよく、濾材粒集合体を２分割して間に多孔質弾性体を配置し、２分割した濾材粒集合体の分割面と多孔質弾性体が対向しているのでもよい。
【００１７】
そして、多孔質弾性体５０は、吸水すれば体積が膨脹するので、生産時には一次濾過室１４内に隙間が生じてもよく、多孔質弾性体を圧縮させながら１次フィルタ２１や２次フィルタ３１を配置したり、シールするする必要がなく、シール性を確保し易い。その結果、工場レベルでの安定生産が容易になる。また、使用時には水を流すことによって一次濾過室１４内の隙間を埋めることができるので、濾材粒の移動、偏在を防ぎ、水の偏流を防ぐことができる。これらの結果、濾過性能を最大限発揮することができ、また、濾材全体としても最大限の寿命を有効に利用することができる。
【００１８】
また、多孔質弾性体５０は、設ける位置に応じて、環状、筒状、もしくは板状に形成することが好ましい。たとえば、上記実施態様のように、濾材粒集合体の内側に、中空糸膜を設ける場合には、多孔質弾性体５０は環状に、すなわち、濾材粒集合体の横断面と同一形状になるように形成し、濾材粒集合体の端面に対向するように配置することが好ましい。濾材粒集合体の横断面と同一形状にすること、また、それを濾材粒集合体の端面に対向するように設けることで、流束に対して押圧部材を均等に配置することができる。
【００１９】
さらに、多孔質弾性体５０は、厚みや密度を変更することによって、除去性能や、処理水の流量調整、圧力損失を調整することができる。
【００２０】
そして、本実施態様では、一次フィルター２１および二次フィルター３１が設けられているが、これらを粗濾過機能を有する多孔質弾性体５０で兼務してもよい。１次フィルターや２次フィルターを多孔質弾性体で兼用すると、濾材の充填量を高めることができ、濾過室単位容積あたりのろ過性能を向上させることができる。
【００２１】
次に図１に示した浄水器の取扱方法について説明する。
【００２２】
流路切換部１とカートリッジ収納筒体部２とを備えた浄水器を蛇口３に取り付けるとともに、カートリッジ６を、その軸芯が水平方向に配置され、処理水が水平方向に流れるように、カートリッジ収納筒体部２に収容する。
【００２３】
蛇口３から流路切換部１に水道水を送ると、操作ハンドル５を浄水側に切り換えておいた場合、原水はカートリッジ収納筒体部２への送水管を通過し、カートリッジ６の原水流入口１１へ導かれる。
【００２４】
カートリッジ６の原水流入口１１から流入した原水は、入口室２２に入り、その後、一次フィルター２１を通過し、一次濾過室１４へ流入する。原水は、一次フィルター２１が整流部材となるので一次濾過室１４内に均一に流動する。そして、一時濾過室１４へ流入した原水は、活性炭等の濾材粒と接触することによって塩素臭等が除去される。塩素が除去された水は、連通室３３を通って二次濾過室１５に流入し、中空糸膜３４を透過することで細菌等が除去される。中空糸膜を透過した水は、中空糸膜３４の開口端部から出口室３７を通り、浄水流出口１２から浄水として流出される。、
ここで、本発明においては、一次濾過室１４内に濾材粒とともに、使用時に濾材粒の移動を抑制する、吸水すると体積が膨脹する多孔質弾性体を、濾材粒の集合体に対向するように設けているので、多孔質弾性体と濾材粒との混在による偏流を防ぐことができる。その結果、濾材粒集合体の本来有する濾過性能を充分に発揮することができ、かつ、濾材全体としても最大限の寿命を有効に利用することができる。
【００２５】
なお、上記実施態様においては、蛇口直結型の浄水器について説明したが、流路切換部が水道の蛇口に取り付けられ、カートリッジ収納筒体部が流し台の天板、床面などの支持面に置かれる据え置き型や、カートリッジ収納筒体部が流し台下の収納スペースに配置されるアンダーシンク型であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の浄水器は、筐体と、この筐体内に設けた濾材粒集合体と、この濾材粒集合体に対向して設けた、使用時に濾材粒の移動を抑制する、吸水すると体積が膨脹する多孔質弾性体とを備えているので、多孔質弾性体と濾材との混在による多孔質弾性体の偏在を防ぐことができ、濾材の充填密度を均一化することができる。その結果、水の偏流を防ぐことができる。そして、生産時には筐体内に隙間が生じてもよいので、多孔質弾性体を圧縮させながら他の部材を配置したり、シールするする必要がなく、シール性を確保し易く、また、工場レベルでの安定生産が容易になる。また、使用開始時に水を流すことによって生産時に生じた隙間を埋めることができるので、粒状濾材の流動、偏在を防ぎ、水の偏流を防ぐことができる。
【００２７】
したがって、本発名の浄水器は、浄水器が本来有する濾過性能を最大限発揮することができ、また、最大限の寿命を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る浄水器の概略斜視図である。
【図２】図１の浄水器の概略一部断面図である。
【図３】図１の浄水器のカートリッジの概略断面図である。
【符号の説明】
１：流路切換部                 ２：カートリッジ収納筒体部
３：蛇口                       ４：原水受入口
５：操作ハンドル               ６：カートリッジ
７：ケーシング                 ８：キャップ
９：外ケーシング             １０：内ケーシング
１１：原水流入口               １２：浄水流出口
１３：仕切壁                   １４：一次濾過室
１５：二次濾過室               ２１：一次フィルター
２２：入口室                   ２３：支持部材
２４：網状シート               ２５：穴
３１：二次フィルター           ３２：蓋
３３：連通室                   ３４：中空糸膜
３６：ポッティング樹脂         ３７：出口室
４０：支持部材                 ４１：網状シート
４２：溝                       ５０：多孔質弾性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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