(57)【要約】【課題】安定した浄化性能を発揮させることができ、また、安定した浄化性能を維持しつつ、カートリッジの小型化を図ることのできる浄水カートリッジを提供する。【解決手段】外ケース３１の筒状部分には、外ケース３１の外側の水を、外ケース３１の内側に入れる複数の入口３２が、外ケース３１の一端側から他端側まで略全域にわたって設けられ、内ケース３４の筒状部分には、活性炭６０の充填部を通ってきた水を、内ケース３４の内側に入れる複数の開口部３５が設けられ、これら複数の開口部３５は、出口３９側に偏って設けられる。【選択図】  図１
2005021837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部分を有する外ケースと、
該外ケース内に設けられる、筒状部分を有する内ケースと、
これら外ケースと内ケースとの間の隙間に充填され、かつ、水中に含まれる少なくとも塩素イオン及び鉛を吸着する活性炭と、を備えた浄水カートリッジにおいて、
前記外ケースの筒状部分には、該外ケースの外側の水を、該外ケースの内側に入れる複数の入口が、該外ケースの一端側から他端側まで略全域にわたって設けられ、
前記内ケースの筒状部分には、前記活性炭の充填部を通ってきた水を、該内ケースの内側に入れる複数の開口部が設けられ、
かつ、前記内ケースの一端側には、該内ケースの内側に入れた水を、該内ケースから出す出口が設けられると共に、
前記内ケースの筒状部分に設けられた複数の開口部は、該内ケースの一端側に偏って設けられていることを特徴とする浄水カートリッジ。
【請求項２】
前記内ケースの他端側には、該内ケースよりも細く、かつ該内ケースを支持する棒状部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の浄水カートリッジ。
【請求項３】
前記活性炭は、トリハロメタンも吸着することを特徴とする請求項１または２に記載の浄水カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水に含まれる塩素イオン及び鉛を、活性炭により吸着して、水を浄化する浄水カートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の浄水カートリッジは、たとえば、浄水器やアルカリイオン整水器などに用いられている。そして、浄水カートリッジは、一般的に、筒状のケース内に、塩素イオン及び鉛等を吸着する粒（粉）状の活性炭を充填し、活性炭の充填部に水を通過させることで、水を浄化するように構成される。また、浄水カートリッジの基本的な構造には、大別して２種類ある。第一に、筒状のケースの一端側に入口を設け、他端側に出口を設ける構造である。第二に、筒状の外ケース内に、同じく筒状の内ケースを設け、これらケース間の隙間に活性炭を充填すると共に、外ケースには入口を設け、内ケースには出口を設ける構造である。そして、後者は、前者に比べて、カートリッジ内に送り込む水の圧力損失の低減効果が大きい。以下、後者の一例を図３及び図４を参照して説明する。
【０００３】
図３及び図４は従来技術に係る浄水カートリッジを用いた浄水器の模式的断面図である。図３は浄水器に水を流していない場合の状態を示し、図４は浄水器に水を流している場合の状態を示している。図示のように、浄水器１００は、中空糸膜カートリッジ１２０と、塩素イオン及び鉛等を吸着する活性炭を充填した浄水カートリッジ１３０とを備える。
【０００４】
浄水カートリッジ１３０は、円筒状の外ケース１３１と、外ケース１３１の内部に同心的に設けられる円筒状の内ケース１３３とを備える。そして、外ケース１３１と内ケース１３３との間の環状隙間に、塩素イオン及び鉛等を吸着する粒（粉）状の活性炭１７０が充填される。外ケース１３１の筒状部分には、外ケース１３１の外側の水を、外ケース１３１の内側に入れる複数の入口１３２が、外ケース１３１の一端側から他端側まで略全域にわたって設けられている。また、内ケース１３３の筒状部分には、活性炭１７０の充填部を通ってきた水を、内ケース１３３の内側に入れる複数の開口部１３４が、内ケース１３３の一端側から他端側まで略全域にわたって設けられている。
【０００５】
次に、このように構成された浄水器１００の使用方法について説明する。まず、浄水カートリッジ１３０の外周部分に水道水などの浄化対象となる水を送り込む。すると、水は複数の入口１３２から外ケース１３１内へと導かれる。そして、水は、更に活性炭１７０の充填部を通って、内ケース１３３に設けられた複数の開口部１３４から、内ケース１３３の内部へと導かれる。そして、水は、内ケース１３３の筒内を通って、内ケース１３３の一端から排出される。以上の過程により、水中に含まれる塩素イオン及び鉛等は、活性炭１７０によって吸着される。これにより、水中に含まれる塩素イオン及び鉛等が除去されて、水は浄化される。内ケース１３３から排出された水は、中空糸膜カートリッジ１２０へと送られ、水中に含まれる異物が濾過作用によって除去される。
【０００６】
以上のように、浄水器１００は、浄水カートリッジ１３０により、水中に含まれる塩素イオン及び鉛等を除去し、かつ、中空糸膜カートリッジ１２０により、水中に含まれる異物を除去することができる。
【０００７】
ところで、外ケース１３１と内ケース１３３との間の環状隙間に充填された粒（粉）状の活性炭１７０は、図４に示すように、流れる水の圧力によって、一端側（内ケース１３３の出口側）に集まる。従って、外ケース１３１と内ケース１３３との間の環状隙間の中で、活性炭１７０が存在しない領域Ｓが発生する。
【０００８】
ここで、塩素イオン及び鉛等を除去可能な活性炭１７０は、一般的に、塩素イオンを主として除去する機能を備える活性炭１７０に、鉛除去剤を添加したものが用いられる。この場合、塩素イオンを除去する機能は高いが、鉛を除去する機能は一般的に低い。また、活性炭１７０は、一般的にトリハロメタンを除去する機能も有するが、その除去効果は塩素イオンに比べて低い。従って、水が、活性炭１７０の充填部を、ある程度長い距離通らないと、水中に含まれている鉛やトリハロメタンは十分に除去されない。
【０００９】
そして、上記のように、活性炭１７０が存在しない領域Ｓが発生すると、水の活性炭１７０の充填部を通る距離が短くなる部分（例えば、図４中ｌ）が生じる。これにより、水中に含まれている鉛やトリハロメタンが十分に除去されないことがある。これは、特に活性炭１７０が十分に充填されていない場合には、起こり易い問題である。
【００１０】
また、活性炭１７０が充填されている領域においては、水が活性炭１７０の充填部を通る距離は、全域を通して略等しい。具体的には、当該距離は、およそ、外ケース１３１の内周の半径と内ケース１３３の外周の半径との差に相当する。そのため、特に鉛やトリハロメタンの除去率を一定以上にするという条件の下では、外ケース１３１の径を小さくするには限度がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的の一つとして、水の活性炭の充填部を通る距離が短くなってしまうことを防止することが挙げられる。また、これに伴い、水中に含まれる鉛やトリハロメタンの除去が不十分になることを防止することが挙げられる。
【００１２】
また、本発明の目的の一つとして、安定した浄化性能を発揮させることが挙げられる。
【００１３】
また、本発明の目的の一つとして、安定した浄化性能を維持しつつ、カートリッジの小型化を可能とすることが挙げられる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の浄水カートリッジは、筒状の外ケース内に、同じく筒状の内ケースを設け、これらケース間の隙間に活性炭を充填すると共に、外ケースには入口を設け、内ケースには出口を設ける構造を採用した。そして、上記目的を達成するために本発明にあっては、活性炭の充填部を通ってきた水を内ケースの内部に入れるために内ケースに設けられる複数の開口部を、内ケースの出口側に偏るように配設した。
【００１５】
このように構成することで、水の流れにより、活性炭が出口側に集まった場合であっても、水の活性炭の充填部を通る距離を十分に確保できる。また、水の活性炭の充填部を通る距離に関して、当該距離の長い部分を設けることができる。これにより、外ケースを細くすることで、水の活性炭の充填部を通る距離に短い部分が生じて、この部分では、鉛の除去が不十分になる虞があるが、水の活性炭の充填部を通る距離が長い部分によって、鉛の除去を十分に行うことができる。従って、外ケースを細くしても、浄水カートリッジ全体では、鉛の除去率を一定以下に確保することができる。
【００１６】
より具体的な、本発明の浄水カートリッジとしては、
筒状部分を有する外ケースと、
該外ケース内に設けられる、筒状部分を有する内ケースと、
これら外ケースと内ケースとの間の隙間に充填され、かつ、水中に含まれる少なくとも塩素イオン及び鉛を吸着する活性炭と、を備えた浄水カートリッジにおいて、
前記外ケースの筒状部分には、該外ケースの外側の水を、該外ケースの内側に入れる複数の入口が、該外ケースの一端側から他端側まで略全域にわたって設けられ、
前記内ケースの筒状部分には、前記活性炭の充填部を通ってきた水を、該内ケースの内側に入れる複数の開口部が設けられ、
かつ、前記内ケースの一端側には、該内ケースの内側に入れた水を、該内ケースから出す出口が設けられると共に、
前記内ケースの筒状部分に設けられた複数の開口部は、該内ケースの一端側に偏って設けられていることを特徴とするものが挙げられる。
【００１７】
本発明の構成によれば、外ケースの一端側から他端側まで略全域にわたって設けられた複数の入口から、外ケースの外側の水が、外ケースの内側に導入される。そして、外ケースの内側に導入された水は、活性炭の充填部を通って、内ケースに設けられた複数の開口部から、内ケースの内側に導かれる。そして、内ケースの内側に導かれた水は、内ケースの一端側の出口から出て行く。この過程により、水中に含まれる少なくとも塩素イオン及び鉛は、活性炭に吸着される。
【００１８】
また、本発明の構成によれば、内ケースの筒状部分に設けられた複数の開口部は、内ケースの一端側（つまり、出口側）に偏って設けられている。従って、次のような利点がある。充填された活性炭は、流れる水の圧力によって、一端側（内ケースに設けられた出口側）に集まる。これにより、その反対側には、活性炭が存在しない領域が発生する。しかし、上記のように、複数の開口部が一端側に偏って設けられていることから、水の活性炭の充填部を通る距離が短くなってしまうことを防止できる。なお、ここで言う短い距離とは、おおよそ、外ケースの内側から内ケースの外側までの距離よりも短いことを言う。これにより、水中に含まれる鉛の除去が不十分になることを防止できる。従って、安定した浄化性能が発揮される。
【００１９】
また、水の活性炭の充填部を通る距離に関して、当該距離の長い部分を設けることができる。これにより、外ケースを細くすることで、水の活性炭の充填部を通る距離に短い部分が生じて、この部分では、鉛の除去が不十分になる虞があるが、水の活性炭の充填部を通る距離が長い部分によって、鉛の除去を十分に行うことができる。従って、外ケースを細くしても、浄水カートリッジ全体では、鉛の除去率を一定以下に確保することができる。従って、安定した浄化性能を維持しつつ、カートリッジの小型化を図れる。
【００２０】
前記内ケースの他端側には、該内ケースよりも細く、かつ該内ケースを支持する棒状部材が設けられているとよい。
【００２１】
このようにすれば、活性炭の充填可能な量を多くすることができ、かつ、内ケースの位置決めが可能となる。
【００２２】
また、前記活性炭は、トリハロメタンも吸着するとよい。
【００２３】
なお、上記鉛の場合と同様に、トリハロメタンについても、その除去が不十分になることを防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２５】
図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係る浄水カートリッジについて説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態に係る浄水カートリッジを用いた浄水器の模式的断面図である。図１は浄水器に水を流していない場合の状態を示し、図２は浄水器に水を流している場合の状態を示している。なお、図１及び図２においては、浄水器に着脱自在に設けられる、中空糸膜カートリッジ及び浄水カートリッジに関する構成部分のみを示し、浄水器自在のケース等、その他の部材については省略して示している。
【００２６】
図示のように、浄水器１０は、中空糸膜カートリッジ２０と、塩素イオン及び鉛等を吸着する粒（粉）状の活性炭６０を充填した浄水カートリッジ３０とを備える。また、浄水器１０は、中空糸膜カートリッジ２０の端部に嵌着される嵌着部材４０と、中空糸膜カートリッジ２０と浄水カートリッジ３０を接続するための接続部材５０とを備える。
【００２７】
中空糸膜カートリッジ２０は、円筒状のケース２１と、ケース２１内に充填される複数の中空糸膜からなる中空糸膜束２２と、Ｕ字状の折り曲げられた中空糸膜束２２の端部を、各中空糸膜の中空内部のみが開放されるように、封止固定するポッティング部２３とを備える。
【００２８】
また、嵌着部材４０には、浄化後の水を排出する排出口４１が設けられている。また、接続部材５０は、中空糸膜カートリッジ２０の端部に嵌着する第１嵌着部５１と、浄水カートリッジ３０の端部に嵌着する第２嵌着部５２と、後述する内ケース３４の一端を支持して、位置決めする支持部５３とを備えている。
【００２９】
浄水カートリッジ３０は、有底筒（円筒）状の外ケース３１と、外ケース３１の内部に同心的に設けられる、有底筒（円筒）状の内ケース３４とを備える。そして、外ケース３１と内ケース３４との間の環状隙間に、粒（粉）状の活性炭６０が充填される。この活性炭６０は、塩素イオン及び鉛を吸着する機能を有する。また、活性炭６０は、これ以外にも、例えばトリハロメタンを吸着する機能も有する。
【００３０】
そして、外ケース３１の筒状部分には、外ケース３１の外側の水を、外ケース３１の内側に入れる複数の入口３２が、外ケース３１の一端側から他端側まで略全域にわたって設けられている。また、外ケース３１の底の部分には、内ケース３４の他端を支持して、位置決めする支持部３３を備えている。そして、内ケース３４の筒状部分には、活性炭６０の充填部を通ってきた水を、内ケース３４の内側に入れる複数の開口部３５が設けられている。また、内ケース３４の一端側には、内ケース３４の内側に導入された水を、内ケース３４から出す出口３９が設けられている。ここで、上述した複数の開口部３５は、図１，２に示すように、出口３９側に偏って設けられている。
【００３１】
そして、内ケース３４の他端側には、内ケース３４よりも小径の棒状部材３６が設けられている。なお、本実施の形態では、内ケース３４と棒状部材３６は同一の材料からなる一体部品である。そして、内ケース３４の一端側（出口側）が、接続部材５０の支持部５３によって支持され、内ケース３４の他端側の棒状部材３６が、外ケース３１の支持部３３によって支持される。これにより、内ケース３４は、外ケース３１に対して位置決めされる。
【００３２】
また、外ケース３１の内周には、活性炭の通過を防止しつつ水の通過を可能とする網目状部材３７が設けられる。更に、内ケース３４の内周にも、活性炭の通過を防止しつつ水の通過を可能とする網目状部材３８が設けられる。ただし、網目状部材３８は、内ケース３４の外周に設けても良い。これら網目状部材３７，３８は、活性炭が外ケース３１の外側及び内ケース３４の内側に流出することを防止するために設けられている。なお、網目状部材３７，３８の具体例としては、不織布，布，メッシュ，ろ紙，繊維が挙げられる。また、網目状部材３７，３８は、例えば、外ケース３１の両端、及び内ケース３４の両端に、それぞれ網目状部材３７，３８を挟み込む部分を設けることで固定できる。
【００３３】
次に、このように構成された浄水器１０の使用方法について説明する。まず、浄水カートリッジ３０の外周部分に水道水などの浄化対象となる水を送り込む。すると、水は複数の入口３２から外ケース３１内へと導かれる。そして、水は、更に活性炭６０の充填部を通って、内ケース３４に設けられた複数の開口部３５から、内ケース３４の内部へと導かれる。そして、水は、内ケース３４の筒内を通って、内ケース３４の出口３９から排出される。以上の過程により、水中に含まれる塩素イオン及び鉛等は、活性炭６０によって吸着される。これにより、水中に含まれる塩素イオン及び鉛等が除去されて、水は浄化される。
【００３４】
そして、内ケース３４から排出された水は、中空糸膜カートリッジ２０へと送られる。中空糸膜カートリッジ２０のケース２１内に送り込まれた水は、中空糸膜の外壁面側から中空内部へと透過する。この過程で、水中に含まれる異物が濾過作用によって除去される。その後、浄化された水は、中空糸膜の端部から排出され、更に、嵌着部材４０の排出口４１から排出される。
【００３５】
以上のように、本実施の形態に係る浄水器１０によれば、浄水カートリッジ３０により、水中に含まれる塩素イオン及び鉛等を除去し、かつ、中空糸膜カートリッジ２０により、水中に含まれる異物を除去することができる。
【００３６】
そして、本実施の形態においては、内ケース３４に設けられた複数の開口部３５は、内ケース３４の出口３９側に偏って設けられている。従って、次のような利点がある。充填された活性炭６０は、流れる水の圧力によって、一端側（内ケース３４の出口３９側）に集まる。これにより、その反対側には、活性炭６０が存在しない領域Ｓが発生する。しかし、上記のように、複数の開口部３５が出口３９側に偏って設けられていることから、水の活性炭６０の充填部を通る距離が短くなってしまうことを防止できる。なお、ここで言う短い距離とは、おおよそ、外ケース３１の内周の半径と内ケース３４の外周の半径との差に相当する距離よりも短いことを言う。つまり、水の活性炭６０の充填部を通る距離は、図２に示すように、おおよそ、外ケース３１の内周から内ケースの外周までの距離よりも短くなる部分は生じない。これにより、一般的に除去しにくい、水中に含まれる鉛の除去が不十分になることを防止できる。また、水中に含まれるトリハロメタンについても、その除去が不十分になることを防止できると考えられる。従って、安定した浄化性能が発揮される。
【００３７】
また、水の活性炭６０の充填部を通る距離に関して、当該距離の長い部分（例えば、図２中Ｌ）を設けることができる。これにより、次のような利点がある。外ケース３１を細くすると、外ケース３１の内周から内ケースの外周までの距離（水の活性炭６０の充填部を通る距離に相当）は短くなる。これにより、この距離の短い部分では、鉛の除去が不十分になる虞がある。しかし、水の活性炭の充填部を通る距離が長い部分によって、鉛の除去を十分に行うことができる。従って、浄水カートリッジ３０全体では、鉛の除去率を一定以下に確保することができる。なお、トリハロメタンについても同様であると考えられる。従って、安定した浄化性能を維持しつつ、浄水カートリッジ３０の小型化を図れる。ただし、外ケース３１の内周から内ケースの外周までの距離は、鉛あるいはトリハロメタンを除去可能な最低限度以上の長さを確保するのが望ましい。
【００３８】
また、本実施の形態では、内ケース３４の他端側には、内ケース３４よりも小径の棒状部材によって、内ケース３４が支持されるようになっている。従って、内ケースのみで両端を支持する場合に比べて、活性炭６０の充填量を多くすることができる。あるいは、内ケース３４を小さくしても、同量あるいは必要な量の活性炭６０を充填することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、安定した浄化性能を発揮させることができる。また、安定した浄化性能を維持しつつ、カートリッジの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る浄水カートリッジを用いた浄水器の模式的断面図である（浄水器に水を流していない場合）。
【図２】本発明の実施の形態に係る浄水カートリッジを用いた浄水器の模式的断面図である（浄水器に水を流している場合）。
【図３】従来技術に係る浄水カートリッジを用いた浄水器の模式的断面図である（浄水器に水を流していない場合）。
【図４】従来技術に係る浄水カートリッジを用いた浄水器の模式的断面図である（浄水器に水を流している場合）。
【符号の説明】
１０  浄水器
２０  中空糸膜カートリッジ
２１  ケース
２２  中空糸膜束
２３  ポッティング部
３０  浄水カートリッジ
３１  外ケース
３２  入口
３３  支持部
３４  内ケース
３５  開口部
３６  棒状部材
３７，３８  網目状部材
３９  出口
４０  嵌着部材
４１  排出口
５０  接続部材
５１  第１嵌着部
５２  第２嵌着部
５３  支持部
６０  活性炭
【図１】
2005021837.tif 000003
【図２】
2005021837.tif 000004
【図３】
2005021837.tif 000005
【図４】
2005021837.tif 000006