(57)【要約】【課題】浄水器への着脱にかかる手間が少なく、簡単に交換できる浄水器用カートリッジおよびそれを備えた浄水器を提供する。【解決手段】浄水器用カートリッジ１は、一方の端部に原水流入口５および浄水出水口６を有する。分離膜の一例である中空糸膜エレメント４と第１通路Ｒ１との間に配置されて、中空糸膜１７の大部分を隙間を持って覆う中空糸膜エレメントカバー１１を設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部に第１開口および第２開口を有すると共に、上記第１開口に連通する第１通路と、上記第２開口に連通する第２通路とを内部に有するカートリッジ本体と、
上記第１通路から第２通路に流れる水を濾過する分離膜と、
上記第１通路と上記分離膜との間に配置されて、上記分離膜との間に隙間を持って上記分離膜を覆う分離膜カバーと
を備えたことを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜は、上記第２通路から上記第１通路に流れる水によって洗浄可能に設けられていることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記第１開口および第２開口は同一方向に向かって開口することを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜は、複数の中空糸膜を有する中空糸膜エレメントであり、
上記分離膜カバーは、上記中空糸膜エレメントの周囲を覆う中空糸膜エレメントカバーであることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記第１開口は上記第２開口を取り囲むように環状に設けられていることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜カバーの上記分離膜に対向する部分には、上記分離膜の全体に略均等に水が流れるようにするための貫通穴が設けられていることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜カバーは、上記第２開口側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜していることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜カバーはフィルム状に形成されていることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜の少なくとも一部を覆うネットを備えたことを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項１０】
浄水器本体と、
上記浄水器本体に着脱可能な請求項１から９のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジと
を備えたことを特徴とする浄水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水器用カートリッジおよびそれを備えた浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浄水器用カートリッジとしては、特開２００３−５３１６０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この浄水器用カートリッジは、複数の中空糸膜を収容し、下方に開口している下部接続口が原水導入用配管および逆洗用配管に接続されている一方、上方に開口している上部接続口が浄水排出用配管に接続されている。
【０００３】
浄水時、上記原水導入用配管に設けられた弁が開放されて、原水が原水導入用配管から浄水器用カートリッジの下部接続口に流入して、中空糸膜の外側表面から内側表面に向かって透過することで浄水になる。その後、上記浄水は、浄水器用カートリッジの上部接続口から浄水排出用配管に排出される。このとき、上記逆洗用配管に設けられた弁は閉鎖されている。
【０００４】
一方、逆洗時、逆洗用水が、浄水排出用配管から浄水器用カートリッジの上部接続口に流入して、中空糸膜の内側表面から外側表面に向かって透過する。これにより、上記中空糸膜の外側表面に付着した付着物が離間して逆洗用水と共に浄水器用カートリッジの下部接続口から逆洗用配管に流出する。なお、逆洗時、原水導入用配管に設けられた弁は閉鎖され、かつ、逆洗用配管に設けられた弁は開放されている。
【０００５】
このように、従来の浄水器用カートリッジでは、浄水排出用配管のための上方に開口した１つの上部接続口がある一方、原水導入用配管および逆洗用配管のための下方に開口した２つの下部接続口があるため、浄水器用カートリッジの上方での上部接続口から浄水排出用配管を取り外す作業と、浄水器用カートリッジの下方での２つの下部接続口から原水導入用配管および逆洗用配管を取り外す作業とを必要とし、３つの配管の取り外し作業が必要である上に、浄水器用カートリッジの上方と下方とで取り外し作業が必要であるため、取り外し作業が煩雑であるという問題がある。
【０００６】
また、上記浄水器用カートリッジの取り付け作業も同様に、上方の１つの上部接続口の１箇所と、下方の２つの下部接続口の２箇所とで、取り付け作業を行わなければならないため、取り付け作業も煩雑であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−５３１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、浄水器本体への着脱にかかる手間が少なく、簡単に交換できる浄水器用カートリッジおよびそれを備えた浄水器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の浄水器用カートリッジは、
一方の端部に第１開口および第２開口を有すると共に、上記第１開口に連通する第１通路と、上記第２開口に連通する第２通路とを内部に有するカートリッジ本体と、
上記第１通路から第２通路に流れる水を濾過する分離膜と、
上記第１通路と上記分離膜との間に配置されて、上記分離膜との間に隙間を持って上記分離膜を覆う分離膜カバーと
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
ここで、上記「一方の端部」とは、分離膜の一端を境界にしてこの境界よりも上記一方の側にあるカートリッジ本体の部分を意味する。
【００１１】
上記構成によれば、浄水器本体に着脱する場合、第１開口および第２開口がカートリッジ本体の一方の端部にあるので、浄水器本体への着脱作業はカートリッジ本体の一方の端部に対して行えば終了する。したがって、上記浄水器本体への着脱にかかる手間が少なく、簡単に交換できる。
【００１２】
また、上記浄水器用カートリッジは、上記第１開口と第２開口との２箇所を浄水器本体に接続すればよいので、従来（特開２００３−５３１６０号公報）に比べて接続箇所が少なくて、着脱が容易である。
【００１３】
また、上記分離膜で浄水を生成する場合、原水をカートリッジ本体の第１開口に供給すると、原水は第１通路から第２通路へ流れる。このとき、上記分離膜が第１通路から第２通路に流れる原水を濾過して浄水にするので、カートリッジ本体の第２開口から浄水を取り出すことができる。
【００１４】
また、上記分離膜を逆洗する場合、逆洗用水を第２開口に供給すると、逆洗用水が第２通路から第１通路へ流れる。これにより、上記逆洗用水が原水の流れ方向とは逆方向に分離膜を流れるので、汚れ等の付着物が分離膜から離間する。その結果、上記付着物を逆洗用水と共に流して第１開口からカートリッジ本体外へ排出できる。
【００１５】
この逆洗時、第１開口および第２開口がカートリッジ本体の一方の端部にあるため、逆洗用水はカートリッジ本体内においてＵ字状に流れの向きを変えることになり、そのため、必然的に分離膜を局所的に流れるショートカットが生じようとするが、上記分離膜カバーが有るためショートカットが防止されるのである。このように、上記分離膜カバーを設けているから、第１開口および第２開口がカートリッジ本体の一方の端部にあって、逆洗用水の流れがＵ字状に向きを変える流れであっても、分離膜を局所的に流れるショートカットが防止される。もし、上記分離膜との間に隙間を持って分離膜を覆う分離膜カバーがないならば、逆洗時に抵抗が少ない分離膜の最短経路をなす一部が局所的に洗浄されて、その後は、逆洗用水が分離膜の上記一部のみに流れて他の部分を流れなくて、逆洗用水はショートカットすることになって、その他の部分が洗浄されなくて逆洗が不完全となり、また、逆洗時に大量の逆洗用水が必要となって、かつ、長時間かけて逆洗を行わなければならないという問題があるのである。
【００１６】
本発明は、上記カートリッジ本体内で逆洗用水が１８０°向きを変えることになっても、分離膜との間に隙間を持って分離膜を覆う分離膜カバーがあるので、逆洗用水が分離膜の全体を略均等に流れることができて、逆洗用水のショートカットが生じなく、分離膜の略全体を効率良く逆洗することができる。したがって、少ない逆洗用水で短時間で逆洗を効率良く略完全に行うことができる。
【００１７】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記分離膜は、上記第２通路から上記第１通路に流れる水によって洗浄可能に設けられている。
【００１８】
上記実施形態によれば、上記分離膜は、第２通路から第１通路に流れる水によって洗浄可能に設けられているので、第２開口に水を供給すると、その水が第２通路から第１通路に流れて分離膜を洗浄することが可能である。
【００１９】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記第１開口および第２開口は同一方向に向かって開口する。
【００２０】
上記実施形態によれば、上記第１開口および第２開口が同一方向に向いて開口しているので、上記浄水器用カートリッジを一方向に移動させて、ワンタッチで浄水器用カートリッジを浄水器本体に着脱可能にすることができる。
【００２１】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記分離膜は、複数の中空糸膜を有する中空糸膜エレメントであり、
上記分離膜カバーは、上記中空糸膜エレメントの周囲を覆う中空糸膜エレメントカバーである。
【００２２】
上記実施形態によれば、上記中空糸膜エレメントカバーが、水の流動方向に長く延びる中空糸エレメントの周囲を覆うので、特に逆洗用水のショートカットが生じ易い長く延びる中空糸エレメントを使用しても、逆洗用水のショートカットを防止できて、略均等に逆洗用水を流すことができる。
【００２３】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記第１開口は上記第２開口を取り囲むように環状に設けられている。
【００２４】
上記実施形態によれば、上記第１開口は第２開口を取り囲むように環状に設けているので、第１開口および第２開口に対する配管の着脱が容易となる。
【００２５】
また、上記第１開口は第２開口を取り囲むように環状に設けているので、第１開口および第２開口を密に配置して、スペースを有効に利用して、上記第１開口および第２開口の開口面積を大きくすることができる。もし、仮に、第１開口および第２開口を、互いに離間して設けると、無駄なスペースが生じて必然的に開口面積が小さくなるのである。
【００２６】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記分離膜カバーの上記分離膜に対向する部分には、上記分離膜の全体に略均等に水が流れるようにするための貫通穴が設けられている。
【００２７】
上記実施形態によれば、上記分離膜カバーの分離膜に対向する部分には、分離膜の全体に略均等に水が流れるようにするための貫通穴が設けられているので、分離膜カバーと分離膜の間の距離を狭くして小型化できる。
【００２８】
仮に、上記貫通穴を分離膜カバーの分離膜に対向する部分に設けていないなら、分離膜カバーと分離膜の間の距離を過度に狭くすると、分離膜の全体に略均等に水が流れなくなるので、分離膜において逆洗できない部分が大きくなってしまう可能性がある。
【００２９】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記分離膜カバーは、上記第２開口側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜している。
【００３０】
上記実施形態によれば、逆洗用水を第２開口に供給すると、逆洗用水が第２通路から第１通路へ流れて、汚れ等の付着物が分離膜から離間する。このとき、上記分離膜カバーが、第２開口側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜しているので、分離膜から離間した付着物が、分離膜カバーと分離膜との間の隙間に詰まるのを防ぐことができる。したがって、上記付着物が逆洗用水と共に第１通路に流れ易くなるので、分離膜の洗浄効果を向上させることができる。
【００３１】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記分離膜カバーはフィルム状に形成されている。
【００３２】
上記実施形態によれば、逆洗用水を第２開口に供給すると、逆洗用水が第２通路から第１通路へ流れて、汚れ等の付着物が分離膜から離間する。このとき、上記分離膜カバーがフィルム状であるので、逆洗用水の水圧に応じて変形する。その結果、上記分離膜カバーと分離膜との間の隙間が適切な大きさに調節される。したがって、上記逆洗用水をスムーズに流すことができるので、分離膜の洗浄効果を向上させることができる。
【００３３】
また、上記分離膜カバーがフィルム状であるので、分離膜カバーと分離膜との間の隙間を確保しつつ、カートリッジ本体を小型化することができる。
【００３４】
また、上記フィルム状の分離膜カバーの厚さは、例えば樹脂成型品の分離膜カバーの厚さの１／１０程度にすることができる。したがって、上記分離膜カバーをフィルム状に形成することにより、分離膜カバーの材料費を低減できる。
【００３５】
一実施形態の浄水器用カートリッジは、
上記分離膜の少なくとも一部を覆うネットを備える。
【００３６】
上記実施形態によれば、上記逆洗用水を第２開口に供給したとき、ネットが分離膜の少なくとも一部を覆うので、逆洗用水の流れによって分離膜の形状が崩れないようにすることができる。したがって、上記分離膜カバーと分離膜との間の隙間が小さくなるのを防ぐことができる。
【００３７】
また、上記浄水器用カートリッジの製造時、ネットが分離膜の少なくとも一部を覆っていれば、分離膜の形状が安定するので、第１通路と分離膜との間に分離膜カバーを容易に配置できる。
【００３８】
また、上記浄水器用カートリッジの輸送時、ネットが分離膜の少なくとも一部を覆っていることにより、振動や衝撃による分離膜へのダメージを緩和できる。
【００３９】
本発明の浄水器は、
浄水器本体と、
上記浄水器本体に着脱可能な本発明の浄水器用カートリッジと
を備えたことを特徴としている。
【００４０】
上記構成によれば、上記浄水器本体に着脱可能な浄水器用カートリッジを備えることによって、浄水器用カートリッジを簡単に交換できるので、メンテンナンスの作業性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の浄水器用カートリッジによれば、カートリッジ本体が一方の端部に第１開口および第２開口を有するので、浄水器本体への着脱作業を行う箇所が少なく、この着脱作業は簡単になり、交換を容易に行うことができる。
【００４２】
また、本発明の浄水器用カートリッジによれば、分離膜との間に隙間を持って分離膜を覆う分離膜カバーを備えるので、上記第１開口および第２開口がカートリッジ本体の一方の端部にあって着脱作業が簡単であるにも拘わらず、逆洗用水が分離膜を局部的に流れることがなく、逆洗用水のショートカットを防止でき、分離膜の全体に逆洗用水を略均等に流すことができて、逆洗用水の使用量を低減できて、短時間で逆洗をすることができる。
【００４３】
本発明の浄水器によれば、上記浄水器本体に着脱可能な浄水器用カートリッジを備えるので、浄水器用カートリッジの交換が容易であり、メンテンナンスを作業性良く行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図２】図２は上記第１実施形態の浄水器用カートリッジを浄水器本体に取り付けた状態の模式断面図である。
【図３】図３は上記第１実施形態の浄水器用カートリッジにおける原水の流れを説明するための模式図である。
【図４】図４は上記第１実施形態の浄水器用カートリッジにおける逆洗用水の流れを説明するための模式図である。
【図５】図５は本発明の一比較例の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図６】図６は上記比較例の浄水器用カートリッジにおける逆洗用水の流れを説明するための模式図である。
【図７】図７は本発明の一変形例の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図８】図８は本発明の一変形例の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図９】図９は本発明の第２実施形態の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図１０】図１０は本発明の第３実施形態の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の浄水器用カートリッジおよび浄水器を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４６】
〔第１実施形態〕
図１に、本発明の第１実施形態の浄水器用カートリッジ１を側方から見た断面を模式的に示す。
【００４７】
上記浄水器用カートリッジ１は、樹脂製のカートリッジ本体２と、分離膜の一例としての中空糸膜エレメント４とを備えている。
【００４８】
上記カートリッジ本体２の上端部には、第１開口の一例としての原水流入口５と、第２開口の一例としての浄水出水口６とを、同一方向である上方に向いて開口するように設けている。この原水流入口５は浄水出水口６を取り囲むように環状に設けていて、原水流入口５と浄水出水口６とを略同心に配置している。
【００４９】
また、上記カートリッジ本体２は、有底円筒状の外側部材９と、外側部材９の内側に配置された段付円筒状の内側部材３とからなる。上記内側部材３は、図示しない放射状のアームで外側部材９に固定している。この内側部材３の小径円筒部１０の上方に向いた開口は浄水出水口６である。また、上記外側部材９の上端部と内側部材３の小径円筒部１０との間の上方に向いた環状の開口は、原水流入口５である。上記小径円筒部１０に連なる大径円筒部１２には分離膜の一例である中空糸膜エレメント４を設けている。なお、上記内側部材３は、全体がＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂で形成されており、原水および逆洗用水の水圧で変形するようなものではない。
【００５０】
上記中空糸膜エレメント４は、Ｕ字状に屈曲された複数（見易くするために１つのみ図示）の中空糸膜１７を、それらの両端部の開口状態を保つように、上記両端部をポッティング材１３によって集束してなる。上記原水流入口５からの原水が、上記外側部材９と内側部材３との間の第１通路Ｒ１を通った後、中空糸膜エレメント４を通って濾過されて浄水となって、上記内側部材３の内部の第２通路Ｒ２を通って浄水出水口６に向かって流れる。上記原水流入口５から中空糸膜エレメント４までの間が上記第１通路Ｒ１であり、中空糸膜エレメント４から浄水出水口６までの間が上記第２通路Ｒ２である。
【００５１】
上記大径円筒部１２の中空糸膜エレメント４の周り部分は、分離膜カバーの一例である中空糸膜エレメントカバー１１を構成している。したがって、上記中空糸膜エレメントカバー１１は、第１通路Ｒ１と中空糸膜１７との間に配置されていることになる。この中空糸膜エレメントカバー１１は、中空糸膜１７が延びる方向に延在し、中空糸膜１７のＵ字状の先端部つまり下端部１７ａの側方も覆っている。このように、上記中空糸膜エレメントカバー１１が中空糸膜１７の大部分の周りで上記大部分との間に隙間を持って上記大部分を覆っているので、中空糸膜エレメント４の全体に水が略均等に流れる。
【００５２】
上記中空糸膜１７は、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜等を例えば０．５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の太さで中が空胴の糸状に成型したものである。また、上記中空糸膜１７の屈曲部の下端部１７ａの下端を大径円筒部１２の下端よりも上側に位置させて、中空糸膜１７の屈曲部が大径円筒部１２から突出しないようにしている。なお、上記中空糸膜１７の材質としては、例えば、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等がある。
【００５３】
図２に、上記浄水器用カートリッジ１を浄水器の浄水器本体２０に取り付けた状態を側方から見た断面を模式的に示す。
【００５４】
上記浄水器本体２０は、浄水器用カートリッジ１に向かって原水が流れる原水導入用配管１４と、浄水器用カートリッジ１から出た浄水が流れる浄水排出用配管１５を備えている。上記原水導入用配管１４，浄水排出用配管１５の接続用端部１８，１９の内周面には、図示しないＯリングを取り付けている。
【００５５】
上記構成の浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０に取り付ける場合、接続用端部１８，１９へ原水流入口５，浄水出水口６を向け、浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０に近づく上方向に移動させて、原水導入用配管１４の接続用端部１８内に外側部材９の上端部を挿入すると共に、浄水排出用配管１５の接続用端部１９内に内側部材３の小径円筒部１０を挿入する。一方、上記浄水器用カートリッジ１を取り外す場合、浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０から離れる下方向に移動させる。
【００５６】
このように、上記浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０に着脱する場合、原水流入口５および浄水出水口６がカートリッジ本体２の上端部にあるので、カートリッジ本体２の上端部に対してのみ着脱作業を行えばよい。したがって、上記浄水器用カートリッジ１は着脱にかかる手間が少なく、簡単に交換できる。
【００５７】
また、上記浄水器用カートリッジ１は、原水流入口５，浄水出水口６の２箇所を接続用端部１８，１９に接続すればよいので、従来（特開２００３−５３１６０号公報）に比べて接続箇所が少なくて、着脱が容易である。
【００５８】
さらに、上記原水流入口５および浄水出水口６が同一方向である上方に向いて開口しているので、浄水器用カートリッジ１を一方向である上方に移動させて、ワンタッチで浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０に取り付けることが可能である。
【００５９】
また、上記原水流入口５を浄水出水口６と略同心に設けているので、芯合わせが容易で、接続作業が容易である。
【００６０】
また、上記浄水器が浄水器用カートリッジ１を備えることにより、浄水器のメンテンナンスの作業が飛躍的に向上させることができる。
【００６１】
上記浄水器用カートリッジ１で浄水を生成する場合、図３の矢印Ａ１で示すように、原水流入口５からカートリッジ本体２内に原水を流す。そうすると、上記原水は、矢印Ａ２，Ａ３で示すように、第１通路Ｒ１を流れ、外側部材９の底部へ向う。そして、上記原水は、外側部材９の底部近傍で矢印Ａ４，Ａ５で示すように流れて内側部材３の大径円筒部１２の先端の中空糸膜エレメントカバー１１内に入って浄水出水口６に向かって流れる。ここで、上記原水は、中空糸膜１７で濾過されて浄水となった後、第２通路Ｒ２を流れて、矢印Ａ６で示すように、浄水出水口６からカートリッジ本体２外に流出する。
【００６２】
このように、上記原水が内側部材３の中空糸膜エレメントカバー１１の下端から浄水出水口６に向かって流れることによって、中空糸膜１７の屈曲部から両端部近くまでを原水が同じように流れるので、中空糸膜１７の略全部が原水の濾過に有効に寄与して、原水から効率良く浄水を生成できる。
【００６３】
一方、上記浄水器用カートリッジ１を逆洗する場合、図４の矢印Ｂ１で示すように、浄水出水口６から内側部材３内に逆洗用水を入れる。そうすると、上記逆洗用水が、第２通路Ｒ２を流れて、中空糸膜エレメント４の中空糸膜１７を通過することにより、中空糸膜１７の孔を塞いでいた付着物が中空糸膜１７から離間する。そして、上記中空糸膜１７を通過した逆洗用水は、矢印Ｂ２〜Ｂ５で示すように、第１通路Ｒ１を流れた後、矢印Ｂ６で示すように、原水流入口５からカートリッジ本体２外に流出する。したがって、上記付着物も逆洗用水と共に第１通路Ｒ１を流して、原水流入口５からカートリッジ本体２外に排出できる。
【００６４】
この逆洗時、上記カートリッジ本体２の上端部に原水流入口５および浄水出水口６を設けているので、浄水出水口６に流した逆洗用水は、第２通路Ｒ２をカートリッジ本体２の下端部へ向かって流れた後、その下端部近傍でＵターンし、第１通路Ｒ１をカートリッジ本体２の上端部へ向かって流れる。このように、上記逆洗用水のＵターン状の流れが形成される状況下において、もし仮に、上記中空糸膜エレメント４の大部分の周りに隙間を持って覆う中空糸膜エレメントカバー１１を設けていなければ、逆洗時に抵抗が少ない中空糸膜１７の最短経路をなす一部が局所的に洗浄されて、その後は、逆洗用水が中空糸膜１７のその一部を局所的に流れて他の部分を流れなくて、逆洗用水はショートカットすることになって、中空糸膜１７の略全体を効率良く洗浄できなくて、逆洗が不十分になり、逆洗で使用する逆洗用水の量が大量となり、かつ、逆洗が長時間になるという問題が起こってしまう。
【００６５】
これに対して、上記浄水器用カートリッジ１は、上記カートリッジ本体２の上端部に原水流入口５および浄水出水口６を設けているため、逆洗用水がカートリッジ本体２内において１８０°向きを変える流れになっても、中空糸膜エレメントカバー１１が中空糸膜エレメント４の大部分の周りに隙間を持って覆うので、逆洗用水を中空糸膜１７の全体に略均等に流すことができて、逆洗用水のショートカットが生じなく、中空糸膜１７の略全体を効率良く逆洗することができる。したがって、少ない逆洗用水で短時間で逆洗を効率良く行うことができる。
【００６６】
また、上記中空糸膜エレメントカバー１１が細長く延在する中空糸膜１７の周囲を覆うので、特に逆洗用水のショートカットが生じ易い細長く延在する中空糸膜１７を使用しても、逆洗用水のショートカットを防止でき、中空糸膜１７に略均等に逆洗用水を流すことができる。
【００６７】
また、上記原水流入口５は浄水出水口６を取り囲むように環状に同心に設けているので、芯合わせが容易で、原水流入口５および浄水出水口６に対する接続用端部１８，１９の着脱が容易となる。
【００６８】
また、上記原水流入口５は浄水出水口６を取り囲むように環状に設けているので、原水流入口５および浄水出水口６を密に配置して、スペースを有効に利用して、上記原水流入口５および浄水出水口６の開口面積を大きくすることができる。もし仮に、上記原水流入口５および浄水出水口６は、互いに離間して設けると、無駄なスペースが生じて必然的に開口面積が小さくなるのである。
【００６９】
図５に、本発明の一比較例の浄水器用カートリッジ１０１を側方から見た断面を模式的に示す。
【００７０】
上記浄水器用カートリッジ１０１は、中空糸膜エレメントカバー１１を設けていない点、つまり、図１の内側部材３とは異なる形状の内側部材１０３を備えている点のみが上記浄水器用カートリッジ１と異なっている。したがって、図５において、図１に示した浄水器用カートリッジ１の構成部と同一構成部は、図１における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。なお、図５の１０２は、外側部材９および内側部材１０３からなるカートリッジ本体である。
【００７１】
この比較例の浄水器用カートリッジ１０１を逆洗する場合、図６の矢印Ｂ１０１で示すように、浄水出水口６から内側部材１０３内に逆洗用水を流す。そうすると、上記カートリッジ本体１０２の上端部に原水流入口５および浄水出水口６を設けているので、第２通路Ｒ２を流れた後、Ｕターンし、中空糸膜１７を通過して、矢印Ｂ１０２〜Ｂ１０５で示すように流れる。このとき、上記中空糸膜１７の両端部以外の部分は大径円筒部１１２で取り囲まれていないので、逆洗用水が、大径円筒部１１２の下端近傍でＵターンすることになり、中空糸膜１７のポッティング材１３近傍の部分を集中的に流れてしまう。つまり、上記逆洗用水の所謂ショートカットが起きてしまう。その結果、上記逆洗用水の流れは矢印Ｂ１０１〜Ｂ１０５で示すようなＵ字状になって、中空糸膜１７のポッティング材１３近傍の部分しか逆洗できない。このように、比較例では、カートリッジ本体１０２の上端部に同一方向に開口する原水流入口５および浄水出水口６を設けているために、逆洗用水の流れがＵ字状になる状況下で、図１の中空糸膜エレメントカバー１１を備えていないので、抵抗が少ない中空糸膜１７の最短経路をなす一部（中空糸膜１７におけるポッティング材１３のすぐ下側の部分）のみが局所的に洗浄されて、その後は、他の部分が洗浄されないショートカットが生じて、逆洗が不十分となり、また、逆洗で使用する逆洗用水の量が大量となり、かつ、逆洗が長時間になるという問題が起こるのである。
【００７２】
これに対して、本発明の図１の第１実施形態では、中空糸膜エレメントカバー１１が第１通路Ｒ１内にあるので、上記問題が起こるようなことがない。
【００７３】
上記第１実施形態では、中空糸膜エレメントカバー１１は、内側部材３と一体に形成したが、内側部材３と別体で形成してもよい。
【００７４】
上記第１実施形態では、中空糸膜１７を用いていたが、精密ろ過膜、限外ろ過膜またはナノろ過膜等からなるスパイラル膜、チューブラー膜または平膜を用いてもよい。
【００７５】
上記第１実施形態では、中空糸膜１７の屈曲部の下端部１７ａの下端を大径円筒部１２の下端よりも上側に位置させていたが、中空糸膜１７の屈曲部の下端部１７ａの下端と大径円筒部１２の下端とを同じ高さにしてもよい。
【００７６】
上記第１実施形態では、原水流入口５は浄水出水口６を取り囲むように環状に設けていたが、原水流入口５および浄水出水口６を互いに離間して設けてもよい。
【００７７】
上記第１実施形態では、原水導入用配管１４の接続用端部１８の内周面にＯリングを取り付けていたが、外側部材９の上端部の外周面にＯリングを取り付けてもよい。
【００７８】
上記第１実施形態では、浄水排出用配管１５の接続用端部１９の内周面にＯリングを取り付けていたが、内側部材３の小径円筒部１０の外周面にＯリングを取り付けてもよい。
【００７９】
上記第１実施形態では、大径円筒部１２の内周面に螺旋状の溝を設けてもよい。この溝設けることにより、大径円筒部１２内で原水を旋回させて、原水から異物を遠心力で分離できる。
【００８０】
上記第１実施形態では、小径円筒部１０および大径円筒部１２を円筒状に形成したが、小径円筒部１０および大径円筒部１２の少なくとも一方を、浄水出水口６から離れるにしたがって径が大きくなるようにしてもよく、あるいは、小さくなるようにしてもよい。
【００８１】
上記第１実施形態において、外側部材９および内側部材３の少なくとも一方を透明樹脂または不透明樹脂で形成してもよい。
【００８２】
上記第１実施形態では、カートリッジ本体２は略円筒形であったが、箱状のカートリッジ本体を用いてもよい。
【００８３】
上記第１実施形態の有底円筒状の外側部材９に換えて、有底角筒状の外側部材を用いてもよい。
【００８４】
上記第１実施形態の段付円筒状の内側部材３に換えて、段付角筒状の内側部材を用いてもよい。
【００８５】
上記第１実施形態の内側部材１０３に換えて、図７に示す内側部材２０３を用いてもよい。この内側部材２０３の大径円筒部２１２の一部を構成する中空糸膜エレメントカバー２１１には、中空糸膜１７の全体に略均等に水が流れるようにするための貫通穴２１６を、周方向および軸方向（中空糸膜１７が延びる方向）に所定の間隔を空けて複数設けている。これにより、上記大径円筒部２１２と中空糸膜１７の間の距離が狭くても、逆洗用水を中空糸膜１７の全体に略均等に流体が流せる。したがって、上記大径円筒部２１２と中空糸膜１７の間の隙間を狭くしても、中空糸膜１７において逆洗できない部分が増加するのを防ぐことができる。
【００８６】
上記第１実施形態のカートリッジ本体２に換えて、図８に示すカートリッジ本体３０２を用いてもよい。このカートリッジ本体３０２の上端部には、第１開口の一例としての原水流入口３０５と、浄水出水口６とを、互いに離間するように設けている。また、上記カートリッジ本体３０２では、原水流入口３０５からの原水が、外側部材３０９と大径円筒部１２との間の第１通路Ｒ３０１を通った後、中空糸膜エレメント４を通って濾過されて浄水となって、第２通路Ｒ２を通って浄水出水口６に向かって流れる。ここでは、上記原水流入口３０５から中空糸膜エレメント４までの間が上記第１通路Ｒ３０１であり、中空糸膜エレメント４から浄水出水口６までの間が上記第２通路Ｒ２である。
【００８７】
このようなカートリッジ本体３０２を用いた場合でも、原水流入口３０５および浄水出水口６がカートリッジ本体３０２の上端部にあるので、カートリッジ本体３０２の上端部に対してのみ着脱作業を行えばよく、この着脱作業は簡単である。
【００８８】
また、上記カートリッジ本体３０２においても、中空糸膜エレメントカバー１１が細長く延在する中空糸膜１７の周囲を覆うので、特に逆洗用水のショートカットが生じ易い細長く延在する中空糸膜１７を使用しても、逆洗用水のショートカットを防止でき、中空糸膜１７に略均等に逆洗用水を流すことができる。
【００８９】
なお、図７，図８において、図１に示した浄水器用カートリッジ１の構成部と同一構成部は、図１における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【００９０】
下表１に、上記浄水器用カートリッジ１等に係る実験結果を示す。下表１において、「筒有り」は図１の浄水器用カートリッジ１を指し、また、「筒無し」は図５の浄水器用カートリッジ１０１を指す。すなわち、下表１において、Ｎｏ.１およびＮｏ.３は、浄水器用カートリッジ１０１を用いた実験の結果を示す一方、Ｎｏ.２は、浄水器用カートリッジ１を用いた実験の結果を示す。
【００９１】
【表１】
2012192398.tif 000003
【００９２】
〔試験条件〕
（１）カオリン２．０ｍｇ／Ｌ、フミン酸ナトリウム１．０ｍｇ／Ｌを添加した水道水をポンプで中空糸膜エレメント４に送ることにより、水道水を濾過する。
（２）原水流入口５側と浄水出水口６側の差圧が０．１ＭＰａで、浄水出水口６から出る浄水の流量が１．０Ｌ／ｍｉｎに低下した時点を、中空糸膜エレメント４の寿命が尽きた点とし、この点までに濾過できた水道水の水量を処理量とする。
〔逆洗条件〕 
７０Ｌの原水を処理するごとに、浄水出水口６から内側部材３内に逆洗用水を５分間流し続ける。
〔中空糸膜エレメント構造〕
（１）ポリプロピレン製の中空糸膜を中空糸膜１７として使用する。
（２）中空糸膜１７の膜面積を１.１ｍ２とする。
（３）中空糸膜１７の束の直径を約３２〜３４ｍｍにする。
（４）中空糸膜エレメントカバー１１の内径を３７ｍｍにする。
（５）原水および逆洗用水の水圧で変形しないようにＡＢＳ樹脂で形成した内側部材を内側部材１０３として使用する。
【００９３】
上記表１において、Ｎｏ.２とＮｏ.３とを比較すると判るように、Ｎｏ.３よりもＮｏ.２の方が十分に逆洗できて、濾過できる水道水の水量が増えている。
【００９４】
〔第２実施形態〕
図９に、本発明の第２実施形態の浄水器用カートリッジ４０１を側方から見た断面を模式的に示す。また、図９において、図１に示した第１実施形態の構成部と同一構成部は、第１実施形態の構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【００９５】
上記浄水器用カートリッジ４０１は、ＡＢＳ樹脂製の段付円筒状の内側部材４０３と、樹脂製の網目状のネット４２１とを備えている点が、上記第１実施形態の浄水器用カートリッジ１と異なっている。なお、上記内側部材４０３は、原水および逆洗用水の水圧で変形するようなものではない。
【００９６】
上記内側部材４０３は、外側部材９の内側に位置し、図示しない放射状のアームで外側部材９に固定している。また、上記内側部材４０３は、小径円筒部１０と、この小径円筒部１０に連なる大径円筒部４１２とを有している。この大径円筒部４１２には中空糸膜エレメント４を設けており、大径円筒部４１２の中空糸膜エレメント４の周り部分は、分離膜カバーの一例である中空糸膜エレメントカバー４１１を構成している。したがって、上記中空糸膜エレメントカバー４１１は、第１通路Ｒ１と中空糸膜１７との間に配置されていることになる。この中空糸膜エレメントカバー４１１は、中空糸膜１７が延びる方向に延在し、中空糸膜１７のＵ字状の先端部つまり下端部１７ａの側方も覆っている。このように、上記中空糸膜エレメントカバー４１１が中空糸膜１７の大部分の周りで上記大部分との間に隙間を持って上記大部分を覆っているので、中空糸膜エレメント４の全体に水が略均等に流れる。また、上記中空糸膜エレメントカバー４１１は、ポッティング材１３から外側部材９の底部に近づくにしたがって径が大きくなっている。すなわち、上記中空糸膜エレメントカバー４１１は、浄水出水口６側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜している。
【００９７】
上記ネット４２１は、中空糸膜１７のポッティング材１３から露出している部分に全周に渡って巻き付けられ、その部分を覆っている。また、上記ネット４２１の網目の大きさは、中空糸膜１７から離間した付着物が通過できる程度であればよいが、原水および逆洗用水の流れに悪影響を及ぼさない観点上、小さすぎない方がよい。
【００９８】
上記構成の浄水器用カートリッジ４０１を逆洗する場合、浄水出水口６から内側部材４０３内に逆洗用水を入れる。そうすると、上記逆洗用水が、第２通路Ｒ２を流れて、中空糸膜エレメント４の中空糸膜１７を通過することにより、中空糸膜１７の孔を塞いでいた付着物が中空糸膜１７から離間する。このとき、上記中空糸膜エレメントカバー４１１は、浄水出水口６側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜しているので、中空糸膜１７から離間した付着物が、中空糸膜１７と中空糸膜エレメントカバー４１１との間の隙間に詰まるのを防ぐことができる。したがって、上記付着物が逆洗用水と共に第１通路Ｒ１に流れ易くなるので、中空糸膜１７の洗浄効果を向上させることができる。
【００９９】
また、上記逆洗用水を浄水出水口６から内側部材４０３内に逆洗用水を入れたとき、ネット４１２が中空糸膜１７を覆っているので、逆洗用水の流れによって中空糸膜１７の形状が崩れないようにすることができる。したがって、上記中空糸膜エレメントカバー４１１と中空糸膜１７との間の隙間が小さくなるのを防ぐことができる。
【０１００】
また、上記浄水器用カートリッジ４０１の製造時、ネット４２１が中空糸膜１７を覆っていれば、中空糸膜１７の形状が安定するので、第１通路Ｒ１と中空糸膜１７との間に中空糸膜エレメントカバー４１１を容易に配置できる。
【０１０１】
また、上記浄水器用カートリッジ４０１の輸送時、ネット４２１が中空糸膜１７を覆っていることにより、振動や衝撃による中空糸膜１７へのダメージを緩和できる。
【０１０２】
上記第２実施形態では、ネット４２１は、中空糸膜１７のポッティング材１３から露出している部分の全部を全周に渡って覆うようにしていたが、中空糸膜１７のポッティング材１３から露出している部分の一部を全周に渡って覆うようにしてもよい。
【０１０３】
上記第２実施形態のネット４２１に換えて、中空糸膜エレメント４の全部を覆うネットを用いてもよい。
【０１０４】
〔第３実施形態〕
図１０に、本発明の第３実施形態の浄水器用カートリッジ５０１を側方から見た断面を模式的に示す。また、図１０において、図９に示した第２実施形態の構成部と同一構成部は、第２実施形態の構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【０１０５】
上記浄水器用カートリッジ５０１は、段付円筒状の内側部材５０３を備えている点が、上記第２実施形態の浄水器用カートリッジ４０１と異なっている。
【０１０６】
上記内側部材５０３は、外側部材９の内側に位置し、図示しない放射状のアームで外側部材９に固定している。また、上記内側部材５０３は、樹脂製の小径円筒部１０と、この小径円筒部１０に連なる大径円筒部５１２と、分離膜カバーの一例である中空糸膜エレメントカバー５１１とを有している。この大径円筒部５１２には中空糸膜エレメント５を設けている。なお、上記内側部材５０３において、中空糸膜エレメントカバー５１１以外の部分は、ＡＢＳ樹脂で形成し、原水および逆洗用水の水圧で変形しないようにしている。
【０１０７】
上記中空糸膜エレメントカバー５１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート)を溶融してフィルム状にした後、冷却することで得ている。また、上記中空糸エレメントカバー５１１の上端は大径円筒部５１２の下端に超音波溶着で接合されている。また、上記中空糸膜エレメントカバー５１１は、第１通路Ｒ１と中空糸膜１７との間に配置されており、中空糸膜１７が延びる方向に延在し、中空糸膜１７のＵ字状の先端部つまり下端部１７ａの側方も覆っている。このように、上記中空糸膜エレメントカバー５１１が中空糸膜１７の大部分の周りで上記大部分との間に隙間を持って上記大部分を覆っているので、中空糸膜エレメント５の全体に水が略均等に流れる。なお、上記フィルム状の中空糸エレメントカバー５１１は例えばブロー成型して大径円筒部５１２の下端に連なるようにしてもよい。
【０１０８】
上記構成の浄水器用カートリッジ５０１を逆洗する場合、浄水出水口６から内側部材５０３内に逆洗用水を入れる。そうすると、上記逆洗用水が、第２通路Ｒ２を流れて、中空糸膜エレメント４の中空糸膜１７を通過することにより、中空糸膜１７の孔を塞いでいた付着物が中空糸膜１７から離間する。このとき、上記中空糸膜エレメントカバー５１１がフィルム状であるので、逆洗用水の水圧に応じて変形する。その結果、上記中空糸膜エレメントカバー５１１と中空糸膜１７との間の隙間が適切な大きさに調節される。したがって、上記逆洗用水をスムーズに流すことができるので、中空糸膜１７の洗浄効果を向上させることができる。
【０１０９】
また、上記中空糸膜エレメントカバー５１１がフィルム状であるので、中空糸膜エレメントカバー５１１と中空糸膜１７との間の隙間を確保しつつ、カートリッジ本体２を小型化することができる。
【０１１０】
また、上記フィルム状の中空糸膜エレメントカバー５１１の厚さは、上記第２実施形態の中空糸膜エレメントカバー５１１の厚さの１／１０程度にすることができる。具体的には、中空糸膜エレメントカバー５１１の厚さを、０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲内の厚さにすることができる。したがって、上記中空糸膜エレメントカバー５１１をフィルム状に形成することにより、中空糸膜エレメントカバー５１１の材料費を低減できる。
【０１１１】
下表２に、上記浄水器用カートリッジ１等に係る実験結果を示す。なお、下表２において、「筒有り」は図１の浄水器用カートリッジ１を指し、また、「筒無し」は図５の浄水器用カートリッジ１０１を指し、また、「筒有り（フィルム）」は図１０の浄水器用カートリッジ５０１を指す。すなわち、下表２において、Ｎｏ.１１、Ｎｏ.１２およびＮｏ.１４は、浄水器用カートリッジ１を用いた実験の結果を示すし、また、Ｎｏ.１３は、浄水器用カートリッジ１を用いた実験の結果を示し、また、Ｎｏ.１５は、浄水器用カートリッジ１０１を用いた実験の結果を示す。
【０１１２】
【表２】
2012192398.tif 000004
【０１１３】
〔試験条件〕
（１）カオリン２．０ｍｇ／Ｌ、フミン酸ナトリウム１．０ｍｇ／Ｌを添加した水道水をポンプで中空糸膜エレメント４に送ることにより、水道水を濾過する。
（２）原水流入口５側と浄水出水口６側の差圧が０．１ＭＰａで、浄水出水口６から出る浄水の流量が１．０Ｌ／ｍｉｎに低下した時点を、中空糸膜エレメント４の寿命が尽きた点とし、この点までに濾過できた水道水の水量を処理量とする。
〔逆洗条件〕
７０Ｌの原水を処理するごとに、浄水出水口６から内側部材３内に逆洗用水を５分間流し続ける。
〔中空糸膜エレメント構造およびその周辺構造〕
（１）ポリプロピレン製の中空糸膜を中空糸膜１７として使用する。
（２）中空糸膜１７の膜面積を１.４ｍ２とする。
（３）中空糸膜１７の束の直径は約４８〜５０ｍｍとする。
（４）中空糸膜エレメントカバー１１，５１１の内径を５０ｍｍとする。
（５）原水および逆洗用水の水圧で変形しないようにＡＢＳ樹脂で形成した内側部材を内側部材１０３として使用する。
（６）ＰＥＴ製の厚さ０．１ｍｍのフィルムを中空糸膜エレメントカバー５１１として使用する。
【０１１４】
上記表２において、Ｎｏ.１４とＮｏ.１５とを比較すると判るように、中空糸膜エレメントカバー１１の内面と中空糸膜１７との間に隙間が無い場合には、中空糸膜エレメントカバー１１があると、逆洗効果が低下して、濾過できる水道水の水量が減っている。
【０１１５】
また、上記表２において、Ｎｏ.１２とＮｏ.１４，Ｎｏ.１５とを比較すると判るように、中空糸膜１７にネット４２１を付けることにより、逆洗効果が向上して、濾過できる水道水の水量が増えている。これは、上記中空糸膜１７の束の広がりをネット４２１で制限することで、中空糸膜エレメントカバー１１の内面と中空糸膜１７との間に隙間ができ、逆洗効果が向上したためだと考えられる。
【０１１６】
また、上記表２において、Ｎｏ.１３とＮｏ.１４，Ｎｏ.１５とを比較すると判るように、フィルム状の中空糸膜エレメントカバー５１１を用いることにより、逆洗効果が向上して、濾過できる水道水の水量が増えている。これは、水圧（水流）によってフィルム状の中空糸膜エレメントカバー５１１が変形するため、中空糸膜１７の形状が不安定であっても、中空糸膜エレメントカバー１１の内面と中空糸膜１７との間に一定の隙間を確保できるためだと考えられる。
【０１１７】
以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第３実施形態のそれぞれに記載した事項を組み合わせたものを本発明の一実施形態としてもよい。例えば、上記第２，第３実施形態の中空糸膜エレメントカバー４１１，５１１に、図７の貫通穴２１６と同様の貫通孔を設けてもよい。このようにする場合、上記中空糸膜エレメントカバー４１１，５１１の下端部のみに、周方向に所定の間隔を空けて貫通孔を設けてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１，４０１，５０１…浄水器用カートリッジ
２，３０２…カートリッジ本体
３，２０３，４０３，５０３…内側部材
４…中空糸膜エレメント
５，３０５…原水流入口
６…浄水出水口
９，３０９…外側部材
１０…小径円筒部
１１，２１１，４１１，５１１…中空糸膜エレメントカバー
１２，２１２，４１２，５１２…大径円筒部
１３…ポッティング材
１４…原水導入用配管
１５…浄水排出用配管
１７…中空糸膜
２０…浄水器本体
２１６…貫通孔
４２１…ネット
Ｒ１，Ｒ３０１…第１通路
Ｒ２…第２通路
【図１】
2012192398.tif 000005
【図２】
2012192398.tif 000006
【図３】
2012192398.tif 000007
【図４】
2012192398.tif 000008
【図５】
2012192398.tif 000009
【図６】
2012192398.tif 000010
【図７】
2012192398.tif 000011
【図８】
2012192398.tif 000012
【図９】
2012192398.tif 000013
【図１０】
2012192398.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月29日(2012.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部に第１開口および第２開口を有すると共に、上記第１開口に連通する第１通路と、上記第２開口に連通する第２通路とを内部に有するカートリッジ本体と、
上記第１通路から第２通路に流れる水を濾過すると共に、上記第２通路から上記第１通路に流れる水によって洗浄可能に設けられている分離膜と、
上記第１通路と上記分離膜との間に配置されて、上記分離膜の周りに隙間を持って上記分離膜を覆う分離膜カバーと
を備え、
上記洗浄によって、上記分離膜から離間した付着物が上記分離膜カバー外に排出されることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記第１開口および第２開口は同一方向に向かって開口することを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜は、複数の中空糸膜を有する中空糸膜エレメントであり、
上記分離膜カバーは、上記中空糸膜エレメントの周囲を覆う中空糸膜エレメントカバーであることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記第１開口は上記第２開口を取り囲むように環状に設けられていることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜カバーの上記分離膜に対向する部分には、上記分離膜の全体に略均等に水が流れるようにするための貫通穴が設けられていることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜カバーは、上記第２開口側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜していることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜カバーはフィルム状に形成されていることを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジにおいて、
上記分離膜の少なくとも一部を覆うネットを備えたことを特徴とする浄水器用カートリッジ。
【請求項９】
浄水器本体と、
上記浄水器本体に着脱可能な請求項１から８のいずれか１つに記載の浄水器用カートリッジと
を備えたことを特徴とする浄水器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水器用カートリッジおよびそれを備えた浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浄水器用カートリッジとしては、特開２００３−５３１６０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この浄水器用カートリッジは、複数の中空糸膜を収容し、下方に開口している下部接続口が原水導入用配管および逆洗用配管に接続されている一方、上方に開口している上部接続口が浄水排出用配管に接続されている。
【０００３】
浄水時、上記原水導入用配管に設けられた弁が開放されて、原水が原水導入用配管から浄水器用カートリッジの下部接続口に流入して、中空糸膜の外側表面から内側表面に向かって透過することで浄水になる。その後、上記浄水は、浄水器用カートリッジの上部接続口から浄水排出用配管に排出される。このとき、上記逆洗用配管に設けられた弁は閉鎖されている。
【０００４】
一方、逆洗時、逆洗用水が、浄水排出用配管から浄水器用カートリッジの上部接続口に流入して、中空糸膜の内側表面から外側表面に向かって透過する。これにより、上記中空糸膜の外側表面に付着した付着物が離間して逆洗用水と共に浄水器用カートリッジの下部接続口から逆洗用配管に流出する。なお、逆洗時、原水導入用配管に設けられた弁は閉鎖され、かつ、逆洗用配管に設けられた弁は開放されている。
【０００５】
このように、従来の浄水器用カートリッジでは、浄水排出用配管のための上方に開口した１つの上部接続口がある一方、原水導入用配管および逆洗用配管のための下方に開口した２つの下部接続口があるため、浄水器用カートリッジの上方での上部接続口から浄水排出用配管を取り外す作業と、浄水器用カートリッジの下方での２つの下部接続口から原水導入用配管および逆洗用配管を取り外す作業とを必要とし、３つの配管の取り外し作業が必要である上に、浄水器用カートリッジの上方と下方とで取り外し作業が必要であるため、取り外し作業が煩雑であるという問題がある。
【０００６】
また、上記浄水器用カートリッジの取り付け作業も同様に、上方の１つの上部接続口の１箇所と、下方の２つの下部接続口の２箇所とで、取り付け作業を行わなければならないため、取り付け作業も煩雑であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−５３１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、浄水器本体への着脱にかかる手間が少なく、簡単に交換できる浄水器用カートリッジおよびそれを備えた浄水器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の浄水器用カートリッジは、
一方の端部に第１開口および第２開口を有すると共に、上記第１開口に連通する第１通路と、上記第２開口に連通する第２通路とを内部に有するカートリッジ本体と、
上記第１通路から第２通路に流れる水を濾過すると共に、上記第２通路から上記第１通路に流れる水によって洗浄可能に設けられている分離膜と、
上記第１通路と上記分離膜との間に配置されて、上記分離膜の周りに隙間を持って上記分離膜を覆う分離膜カバーと
を備え、
上記洗浄によって、上記分離膜から離間した付着物が上記分離膜カバー外に排出されることを特徴としている。
【００１０】
ここで、上記「一方の端部」とは、分離膜の一端を境界にしてこの境界よりも上記一方の側にあるカートリッジ本体の部分を意味する。
【００１１】
上記構成によれば、浄水器本体に着脱する場合、第１開口および第２開口がカートリッジ本体の一方の端部にあるので、浄水器本体への着脱作業はカートリッジ本体の一方の端部に対して行えば終了する。したがって、上記浄水器本体への着脱にかかる手間が少なく、簡単に交換できる。
【００１２】
また、上記浄水器用カートリッジは、上記第１開口と第２開口との２箇所を浄水器本体に接続すればよいので、従来（特開２００３−５３１６０号公報）に比べて接続箇所が少なくて、着脱が容易である。
【００１３】
また、上記分離膜で浄水を生成する場合、原水をカートリッジ本体の第１開口に供給すると、原水は第１通路から第２通路へ流れる。このとき、上記分離膜が第１通路から第２通路に流れる原水を濾過して浄水にするので、カートリッジ本体の第２開口から浄水を取り出すことができる。
【００１４】
また、上記分離膜を逆洗する場合、逆洗用水を第２開口に供給すると、逆洗用水が第２通路から第１通路へ流れる。これにより、上記逆洗用水が原水の流れ方向とは逆方向に分離膜を流れるので、汚れ等の付着物が分離膜から離間する。その結果、上記付着物を逆洗用水と共に流して第１開口からカートリッジ本体外へ排出できる。
【００１５】
この逆洗時、第１開口および第２開口がカートリッジ本体の一方の端部にあるため、逆洗用水はカートリッジ本体内においてＵ字状に流れの向きを変えることになり、そのため、必然的に分離膜を局所的に流れるショートカットが生じようとするが、上記分離膜カバーが有るためショートカットが防止されるのである。このように、上記分離膜カバーを設けているから、第１開口および第２開口がカートリッジ本体の一方の端部にあって、逆洗用水の流れがＵ字状に向きを変える流れであっても、分離膜を局所的に流れるショートカットが防止される。もし、上記分離膜との間に隙間を持って分離膜を覆う分離膜カバーがないならば、逆洗時に抵抗が少ない分離膜の最短経路をなす一部が局所的に洗浄されて、その後は、逆洗用水が分離膜の上記一部のみに流れて他の部分を流れなくて、逆洗用水はショートカットすることになって、その他の部分が洗浄されなくて逆洗が不完全となり、また、逆洗時に大量の逆洗用水が必要となって、かつ、長時間かけて逆洗を行わなければならないという問題があるのである。
【００１６】
本発明は、上記カートリッジ本体内で逆洗用水が１８０°向きを変えることになっても、分離膜との間に隙間を持って分離膜を覆う分離膜カバーがあるので、逆洗用水が分離膜の全体を略均等に流れることができて、逆洗用水のショートカットが生じなく、分離膜の略全体を効率良く逆洗することができる。したがって、少ない逆洗用水で短時間で逆洗を効率良く略完全に行うことができる。
【００１７】
【００１８】
また、上記分離膜は、第２通路から第１通路に流れる水によって洗浄可能に設けられているので、第２開口に水を供給すると、その水が第２通路から第１通路に流れて分離膜を洗浄することが可能である。
【００１９】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記第１開口および第２開口は同一方向に向かって開口する。
【００２０】
上記実施形態によれば、上記第１開口および第２開口が同一方向に向いて開口しているので、上記浄水器用カートリッジを一方向に移動させて、ワンタッチで浄水器用カートリッジを浄水器本体に着脱可能にすることができる。
【００２１】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記分離膜は、複数の中空糸膜を有する中空糸膜エレメントであり、
上記分離膜カバーは、上記中空糸膜エレメントの周囲を覆う中空糸膜エレメントカバーである。
【００２２】
上記実施形態によれば、上記中空糸膜エレメントカバーが、水の流動方向に長く延びる中空糸エレメントの周囲を覆うので、特に逆洗用水のショートカットが生じ易い長く延びる中空糸エレメントを使用しても、逆洗用水のショートカットを防止できて、略均等に逆洗用水を流すことができる。
【００２３】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記第１開口は上記第２開口を取り囲むように環状に設けられている。
【００２４】
上記実施形態によれば、上記第１開口は第２開口を取り囲むように環状に設けているので、第１開口および第２開口に対する配管の着脱が容易となる。
【００２５】
また、上記第１開口は第２開口を取り囲むように環状に設けているので、第１開口および第２開口を密に配置して、スペースを有効に利用して、上記第１開口および第２開口の開口面積を大きくすることができる。もし、仮に、第１開口および第２開口を、互いに離間して設けると、無駄なスペースが生じて必然的に開口面積が小さくなるのである。
【００２６】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記分離膜カバーの上記分離膜に対向する部分には、上記分離膜の全体に略均等に水が流れるようにするための貫通穴が設けられている。
【００２７】
上記実施形態によれば、上記分離膜カバーの分離膜に対向する部分には、分離膜の全体に略均等に水が流れるようにするための貫通穴が設けられているので、分離膜カバーと分離膜の間の距離を狭くして小型化できる。
【００２８】
仮に、上記貫通穴を分離膜カバーの分離膜に対向する部分に設けていないなら、分離膜カバーと分離膜の間の距離を過度に狭くすると、分離膜の全体に略均等に水が流れなくなるので、分離膜において逆洗できない部分が大きくなってしまう可能性がある。
【００２９】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記分離膜カバーは、上記第２開口側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜している。
【００３０】
上記実施形態によれば、逆洗用水を第２開口に供給すると、逆洗用水が第２通路から第１通路へ流れて、汚れ等の付着物が分離膜から離間する。このとき、上記分離膜カバーが、第２開口側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜しているので、分離膜から離間した付着物が、分離膜カバーと分離膜との間の隙間に詰まるのを防ぐことができる。したがって、上記付着物が逆洗用水と共に第１通路に流れ易くなるので、分離膜の洗浄効果を向上させることができる。
【００３１】
一実施形態の浄水器用カートリッジでは、
上記分離膜カバーはフィルム状に形成されている。
【００３２】
上記実施形態によれば、逆洗用水を第２開口に供給すると、逆洗用水が第２通路から第１通路へ流れて、汚れ等の付着物が分離膜から離間する。このとき、上記分離膜カバーがフィルム状であるので、逆洗用水の水圧に応じて変形する。その結果、上記分離膜カバーと分離膜との間の隙間が適切な大きさに調節される。したがって、上記逆洗用水をスムーズに流すことができるので、分離膜の洗浄効果を向上させることができる。
【００３３】
また、上記分離膜カバーがフィルム状であるので、分離膜カバーと分離膜との間の隙間を確保しつつ、カートリッジ本体を小型化することができる。
【００３４】
また、上記フィルム状の分離膜カバーの厚さは、例えば樹脂成型品の分離膜カバーの厚さの１／１０程度にすることができる。したがって、上記分離膜カバーをフィルム状に形成することにより、分離膜カバーの材料費を低減できる。
【００３５】
一実施形態の浄水器用カートリッジは、
上記分離膜の少なくとも一部を覆うネットを備える。
【００３６】
上記実施形態によれば、上記逆洗用水を第２開口に供給したとき、ネットが分離膜の少なくとも一部を覆うので、逆洗用水の流れによって分離膜の形状が崩れないようにすることができる。したがって、上記分離膜カバーと分離膜との間の隙間が小さくなるのを防ぐことができる。
【００３７】
また、上記浄水器用カートリッジの製造時、ネットが分離膜の少なくとも一部を覆っていれば、分離膜の形状が安定するので、第１通路と分離膜との間に分離膜カバーを容易に配置できる。
【００３８】
また、上記浄水器用カートリッジの輸送時、ネットが分離膜の少なくとも一部を覆っていることにより、振動や衝撃による分離膜へのダメージを緩和できる。
【００３９】
本発明の浄水器は、
浄水器本体と、
上記浄水器本体に着脱可能な本発明の浄水器用カートリッジと
を備えたことを特徴としている。
【００４０】
上記構成によれば、上記浄水器本体に着脱可能な浄水器用カートリッジを備えることによって、浄水器用カートリッジを簡単に交換できるので、メンテンナンスの作業性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の浄水器用カートリッジによれば、カートリッジ本体が一方の端部に第１開口および第２開口を有するので、浄水器本体への着脱作業を行う箇所が少なく、この着脱作業は簡単になり、交換を容易に行うことができる。
【００４２】
また、本発明の浄水器用カートリッジによれば、分離膜との間に隙間を持って分離膜を覆う分離膜カバーを備えるので、上記第１開口および第２開口がカートリッジ本体の一方の端部にあって着脱作業が簡単であるにも拘わらず、逆洗用水が分離膜を局部的に流れることがなく、逆洗用水のショートカットを防止でき、分離膜の全体に逆洗用水を略均等に流すことができて、逆洗用水の使用量を低減できて、短時間で逆洗をすることができる。
【００４３】
本発明の浄水器によれば、上記浄水器本体に着脱可能な浄水器用カートリッジを備えるので、浄水器用カートリッジの交換が容易であり、メンテンナンスを作業性良く行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図２】図２は上記第１実施形態の浄水器用カートリッジを浄水器本体に取り付けた状態の模式断面図である。
【図３】図３は上記第１実施形態の浄水器用カートリッジにおける原水の流れを説明するための模式図である。
【図４】図４は上記第１実施形態の浄水器用カートリッジにおける逆洗用水の流れを説明するための模式図である。
【図５】図５は本発明の一比較例の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図６】図６は上記比較例の浄水器用カートリッジにおける逆洗用水の流れを説明するための模式図である。
【図７】図７は本発明の一変形例の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図８】図８は本発明の一変形例の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図９】図９は本発明の第２実施形態の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【図１０】図１０は本発明の第３実施形態の浄水器用カートリッジの模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の浄水器用カートリッジおよび浄水器を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４６】
〔第１実施形態〕
図１に、本発明の第１実施形態の浄水器用カートリッジ１を側方から見た断面を模式的に示す。
【００４７】
上記浄水器用カートリッジ１は、樹脂製のカートリッジ本体２と、分離膜の一例としての中空糸膜エレメント４とを備えている。
【００４８】
上記カートリッジ本体２の上端部には、第１開口の一例としての原水流入口５と、第２開口の一例としての浄水出水口６とを、同一方向である上方に向いて開口するように設けている。この原水流入口５は浄水出水口６を取り囲むように環状に設けていて、原水流入口５と浄水出水口６とを略同心に配置している。
【００４９】
また、上記カートリッジ本体２は、有底円筒状の外側部材９と、外側部材９の内側に配置された段付円筒状の内側部材３とからなる。上記内側部材３は、図示しない放射状のアームで外側部材９に固定している。この内側部材３の小径円筒部１０の上方に向いた開口は浄水出水口６である。また、上記外側部材９の上端部と内側部材３の小径円筒部１０との間の上方に向いた環状の開口は、原水流入口５である。上記小径円筒部１０に連なる大径円筒部１２には分離膜の一例である中空糸膜エレメント４を設けている。なお、上記内側部材３は、全体がＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂で形成されており、原水および逆洗用水の水圧で変形するようなものではない。
【００５０】
上記中空糸膜エレメント４は、Ｕ字状に屈曲された複数（見易くするために１つのみ図示）の中空糸膜１７を、それらの両端部の開口状態を保つように、上記両端部をポッティング材１３によって集束してなる。上記原水流入口５からの原水が、上記外側部材９と内側部材３との間の第１通路Ｒ１を通った後、中空糸膜エレメント４を通って濾過されて浄水となって、上記内側部材３の内部の第２通路Ｒ２を通って浄水出水口６に向かって流れる。上記原水流入口５から中空糸膜エレメント４までの間が上記第１通路Ｒ１であり、中空糸膜エレメント４から浄水出水口６までの間が上記第２通路Ｒ２である。
【００５１】
上記大径円筒部１２の中空糸膜エレメント４の周り部分は、分離膜カバーの一例である中空糸膜エレメントカバー１１を構成している。したがって、上記中空糸膜エレメントカバー１１は、第１通路Ｒ１と中空糸膜１７との間に配置されていることになる。この中空糸膜エレメントカバー１１は、中空糸膜１７が延びる方向に延在し、中空糸膜１７のＵ字状の先端部つまり下端部１７ａの側方も覆っている。このように、上記中空糸膜エレメントカバー１１が中空糸膜１７の大部分の周りで上記大部分との間に隙間を持って上記大部分を覆っているので、中空糸膜エレメント４の全体に水が略均等に流れる。
【００５２】
上記中空糸膜１７は、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜等を例えば０．５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の太さで中が空胴の糸状に成型したものである。また、上記中空糸膜１７の屈曲部の下端部１７ａの下端を大径円筒部１２の下端よりも上側に位置させて、中空糸膜１７の屈曲部が大径円筒部１２から突出しないようにしている。なお、上記中空糸膜１７の材質としては、例えば、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等がある。
【００５３】
図２に、上記浄水器用カートリッジ１を浄水器の浄水器本体２０に取り付けた状態を側方から見た断面を模式的に示す。
【００５４】
上記浄水器本体２０は、浄水器用カートリッジ１に向かって原水が流れる原水導入用配管１４と、浄水器用カートリッジ１から出た浄水が流れる浄水排出用配管１５を備えている。上記原水導入用配管１４，浄水排出用配管１５の接続用端部１８，１９の内周面には、図示しないＯリングを取り付けている。
【００５５】
上記構成の浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０に取り付ける場合、接続用端部１８，１９へ原水流入口５，浄水出水口６を向け、浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０に近づく上方向に移動させて、原水導入用配管１４の接続用端部１８内に外側部材９の上端部を挿入すると共に、浄水排出用配管１５の接続用端部１９内に内側部材３の小径円筒部１０を挿入する。一方、上記浄水器用カートリッジ１を取り外す場合、浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０から離れる下方向に移動させる。
【００５６】
このように、上記浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０に着脱する場合、原水流入口５および浄水出水口６がカートリッジ本体２の上端部にあるので、カートリッジ本体２の上端部に対してのみ着脱作業を行えばよい。したがって、上記浄水器用カートリッジ１は着脱にかかる手間が少なく、簡単に交換できる。
【００５７】
また、上記浄水器用カートリッジ１は、原水流入口５，浄水出水口６の２箇所を接続用端部１８，１９に接続すればよいので、従来（特開２００３−５３１６０号公報）に比べて接続箇所が少なくて、着脱が容易である。
【００５８】
さらに、上記原水流入口５および浄水出水口６が同一方向である上方に向いて開口しているので、浄水器用カートリッジ１を一方向である上方に移動させて、ワンタッチで浄水器用カートリッジ１を浄水器本体２０に取り付けることが可能である。
【００５９】
また、上記原水流入口５を浄水出水口６と略同心に設けているので、芯合わせが容易で、接続作業が容易である。
【００６０】
また、上記浄水器が浄水器用カートリッジ１を備えることにより、浄水器のメンテンナンスの作業が飛躍的に向上させることができる。
【００６１】
上記浄水器用カートリッジ１で浄水を生成する場合、図３の矢印Ａ１で示すように、原水流入口５からカートリッジ本体２内に原水を流す。そうすると、上記原水は、矢印Ａ２，Ａ３で示すように、第１通路Ｒ１を流れ、外側部材９の底部へ向う。そして、上記原水は、外側部材９の底部近傍で矢印Ａ４，Ａ５で示すように流れて内側部材３の大径円筒部１２の先端の中空糸膜エレメントカバー１１内に入って浄水出水口６に向かって流れる。ここで、上記原水は、中空糸膜１７で濾過されて浄水となった後、第２通路Ｒ２を流れて、矢印Ａ６で示すように、浄水出水口６からカートリッジ本体２外に流出する。
【００６２】
このように、上記原水が内側部材３の中空糸膜エレメントカバー１１の下端から浄水出水口６に向かって流れることによって、中空糸膜１７の屈曲部から両端部近くまでを原水が同じように流れるので、中空糸膜１７の略全部が原水の濾過に有効に寄与して、原水から効率良く浄水を生成できる。
【００６３】
一方、上記浄水器用カートリッジ１を逆洗する場合、図４の矢印Ｂ１で示すように、浄水出水口６から内側部材３内に逆洗用水を入れる。そうすると、上記逆洗用水が、第２通路Ｒ２を流れて、中空糸膜エレメント４の中空糸膜１７を通過することにより、中空糸膜１７の孔を塞いでいた付着物が中空糸膜１７から離間する。そして、上記中空糸膜１７を通過した逆洗用水は、矢印Ｂ２〜Ｂ５で示すように、第１通路Ｒ１を流れた後、矢印Ｂ６で示すように、原水流入口５からカートリッジ本体２外に流出する。したがって、上記付着物も逆洗用水と共に第１通路Ｒ１を流して、原水流入口５からカートリッジ本体２外に排出できる。
【００６４】
この逆洗時、上記カートリッジ本体２の上端部に原水流入口５および浄水出水口６を設けているので、浄水出水口６に流した逆洗用水は、第２通路Ｒ２をカートリッジ本体２の下端部へ向かって流れた後、その下端部近傍でＵターンし、第１通路Ｒ１をカートリッジ本体２の上端部へ向かって流れる。このように、上記逆洗用水のＵターン状の流れが形成される状況下において、もし仮に、上記中空糸膜エレメント４の大部分の周りに隙間を持って覆う中空糸膜エレメントカバー１１を設けていなければ、逆洗時に抵抗が少ない中空糸膜１７の最短経路をなす一部が局所的に洗浄されて、その後は、逆洗用水が中空糸膜１７のその一部を局所的に流れて他の部分を流れなくて、逆洗用水はショートカットすることになって、中空糸膜１７の略全体を効率良く洗浄できなくて、逆洗が不十分になり、逆洗で使用する逆洗用水の量が大量となり、かつ、逆洗が長時間になるという問題が起こってしまう。
【００６５】
これに対して、上記浄水器用カートリッジ１は、上記カートリッジ本体２の上端部に原水流入口５および浄水出水口６を設けているため、逆洗用水がカートリッジ本体２内において１８０°向きを変える流れになっても、中空糸膜エレメントカバー１１が中空糸膜エレメント４の大部分の周りに隙間を持って覆うので、逆洗用水を中空糸膜１７の全体に略均等に流すことができて、逆洗用水のショートカットが生じなく、中空糸膜１７の略全体を効率良く逆洗することができる。したがって、少ない逆洗用水で短時間で逆洗を効率良く行うことができる。
【００６６】
また、上記中空糸膜エレメントカバー１１が細長く延在する中空糸膜１７の周囲を覆うので、特に逆洗用水のショートカットが生じ易い細長く延在する中空糸膜１７を使用しても、逆洗用水のショートカットを防止でき、中空糸膜１７に略均等に逆洗用水を流すことができる。
【００６７】
また、上記原水流入口５は浄水出水口６を取り囲むように環状に同心に設けているので、芯合わせが容易で、原水流入口５および浄水出水口６に対する接続用端部１８，１９の着脱が容易となる。
【００６８】
また、上記原水流入口５は浄水出水口６を取り囲むように環状に設けているので、原水流入口５および浄水出水口６を密に配置して、スペースを有効に利用して、上記原水流入口５および浄水出水口６の開口面積を大きくすることができる。もし仮に、上記原水流入口５および浄水出水口６は、互いに離間して設けると、無駄なスペースが生じて必然的に開口面積が小さくなるのである。
【００６９】
図５に、本発明の一比較例の浄水器用カートリッジ１０１を側方から見た断面を模式的に示す。
【００７０】
上記浄水器用カートリッジ１０１は、中空糸膜エレメントカバー１１を設けていない点、つまり、図１の内側部材３とは異なる形状の内側部材１０３を備えている点のみが上記浄水器用カートリッジ１と異なっている。したがって、図５において、図１に示した浄水器用カートリッジ１の構成部と同一構成部は、図１における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。なお、図５の１０２は、外側部材９および内側部材１０３からなるカートリッジ本体である。
【００７１】
この比較例の浄水器用カートリッジ１０１を逆洗する場合、図６の矢印Ｂ１０１で示すように、浄水出水口６から内側部材１０３内に逆洗用水を流す。そうすると、上記カートリッジ本体１０２の上端部に原水流入口５および浄水出水口６を設けているので、第２通路Ｒ２を流れた後、Ｕターンし、中空糸膜１７を通過して、矢印Ｂ１０２〜Ｂ１０５で示すように流れる。このとき、上記中空糸膜１７の両端部以外の部分は大径円筒部１１２で取り囲まれていないので、逆洗用水が、大径円筒部１１２の下端近傍でＵターンすることになり、中空糸膜１７のポッティング材１３近傍の部分を集中的に流れてしまう。つまり、上記逆洗用水の所謂ショートカットが起きてしまう。その結果、上記逆洗用水の流れは矢印Ｂ１０１〜Ｂ１０５で示すようなＵ字状になって、中空糸膜１７のポッティング材１３近傍の部分しか逆洗できない。このように、比較例では、カートリッジ本体１０２の上端部に同一方向に開口する原水流入口５および浄水出水口６を設けているために、逆洗用水の流れがＵ字状になる状況下で、図１の中空糸膜エレメントカバー１１を備えていないので、抵抗が少ない中空糸膜１７の最短経路をなす一部（中空糸膜１７におけるポッティング材１３のすぐ下側の部分）のみが局所的に洗浄されて、その後は、他の部分が洗浄されないショートカットが生じて、逆洗が不十分となり、また、逆洗で使用する逆洗用水の量が大量となり、かつ、逆洗が長時間になるという問題が起こるのである。
【００７２】
これに対して、本発明の図１の第１実施形態では、中空糸膜エレメントカバー１１が第１通路Ｒ１内にあるので、上記問題が起こるようなことがない。
【００７３】
上記第１実施形態では、中空糸膜エレメントカバー１１は、内側部材３と一体に形成したが、内側部材３と別体で形成してもよい。
【００７４】
上記第１実施形態では、中空糸膜１７を用いていたが、精密ろ過膜、限外ろ過膜またはナノろ過膜等からなるスパイラル膜、チューブラー膜または平膜を用いてもよい。
【００７５】
上記第１実施形態では、中空糸膜１７の屈曲部の下端部１７ａの下端を大径円筒部１２の下端よりも上側に位置させていたが、中空糸膜１７の屈曲部の下端部１７ａの下端と大径円筒部１２の下端とを同じ高さにしてもよい。
【００７６】
上記第１実施形態では、原水流入口５は浄水出水口６を取り囲むように環状に設けていたが、原水流入口５および浄水出水口６を互いに離間して設けてもよい。
【００７７】
上記第１実施形態では、原水導入用配管１４の接続用端部１８の内周面にＯリングを取り付けていたが、外側部材９の上端部の外周面にＯリングを取り付けてもよい。
【００７８】
上記第１実施形態では、浄水排出用配管１５の接続用端部１９の内周面にＯリングを取り付けていたが、内側部材３の小径円筒部１０の外周面にＯリングを取り付けてもよい。
【００７９】
上記第１実施形態では、大径円筒部１２の内周面に螺旋状の溝を設けてもよい。この溝設けることにより、大径円筒部１２内で原水を旋回させて、原水から異物を遠心力で分離できる。
【００８０】
上記第１実施形態では、小径円筒部１０および大径円筒部１２を円筒状に形成したが、小径円筒部１０および大径円筒部１２の少なくとも一方を、浄水出水口６から離れるにしたがって径が大きくなるようにしてもよく、あるいは、小さくなるようにしてもよい。
【００８１】
上記第１実施形態において、外側部材９および内側部材３の少なくとも一方を透明樹脂または不透明樹脂で形成してもよい。
【００８２】
上記第１実施形態では、カートリッジ本体２は略円筒形であったが、箱状のカートリッジ本体を用いてもよい。
【００８３】
上記第１実施形態の有底円筒状の外側部材９に換えて、有底角筒状の外側部材を用いてもよい。
【００８４】
上記第１実施形態の段付円筒状の内側部材３に換えて、段付角筒状の内側部材を用いてもよい。
【００８５】
上記第１実施形態の内側部材１０３に換えて、図７に示す内側部材２０３を用いてもよい。この内側部材２０３の大径円筒部２１２の一部を構成する中空糸膜エレメントカバー２１１には、中空糸膜１７の全体に略均等に水が流れるようにするための貫通穴２１６を、周方向および軸方向（中空糸膜１７が延びる方向）に所定の間隔を空けて複数設けている。これにより、上記大径円筒部２１２と中空糸膜１７の間の距離が狭くても、逆洗用水を中空糸膜１７の全体に略均等に流体が流せる。したがって、上記大径円筒部２１２と中空糸膜１７の間の隙間を狭くしても、中空糸膜１７において逆洗できない部分が増加するのを防ぐことができる。
【００８６】
上記第１実施形態のカートリッジ本体２に換えて、図８に示すカートリッジ本体３０２を用いてもよい。このカートリッジ本体３０２の上端部には、第１開口の一例としての原水流入口３０５と、浄水出水口６とを、互いに離間するように設けている。また、上記カートリッジ本体３０２では、原水流入口３０５からの原水が、外側部材３０９と大径円筒部１２との間の第１通路Ｒ３０１を通った後、中空糸膜エレメント４を通って濾過されて浄水となって、第２通路Ｒ２を通って浄水出水口６に向かって流れる。ここでは、上記原水流入口３０５から中空糸膜エレメント４までの間が上記第１通路Ｒ３０１であり、中空糸膜エレメント４から浄水出水口６までの間が上記第２通路Ｒ２である。
【００８７】
このようなカートリッジ本体３０２を用いた場合でも、原水流入口３０５および浄水出水口６がカートリッジ本体３０２の上端部にあるので、カートリッジ本体３０２の上端部に対してのみ着脱作業を行えばよく、この着脱作業は簡単である。
【００８８】
また、上記カートリッジ本体３０２においても、中空糸膜エレメントカバー１１が細長く延在する中空糸膜１７の周囲を覆うので、特に逆洗用水のショートカットが生じ易い細長く延在する中空糸膜１７を使用しても、逆洗用水のショートカットを防止でき、中空糸膜１７に略均等に逆洗用水を流すことができる。
【００８９】
なお、図７，図８において、図１に示した浄水器用カートリッジ１の構成部と同一構成部は、図１における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【００９０】
下表１に、上記浄水器用カートリッジ１等に係る実験結果を示す。下表１において、「筒有り」は図１の浄水器用カートリッジ１を指し、また、「筒無し」は図５の浄水器用カートリッジ１０１を指す。すなわち、下表１において、Ｎｏ.１およびＮｏ.３は、浄水器用カートリッジ１０１を用いた実験の結果を示す一方、Ｎｏ.２は、浄水器用カートリッジ１を用いた実験の結果を示す。
【００９１】
【表１】
2012192398.tif 000015
【００９２】
〔試験条件〕
（１）カオリン２．０ｍｇ／Ｌ、フミン酸ナトリウム１．０ｍｇ／Ｌを添加した水道水をポンプで中空糸膜エレメント４に送ることにより、水道水を濾過する。
（２）原水流入口５側と浄水出水口６側の差圧が０．１ＭＰａで、浄水出水口６から出る浄水の流量が１．０Ｌ／ｍｉｎに低下した時点を、中空糸膜エレメント４の寿命が尽きた点とし、この点までに濾過できた水道水の水量を処理量とする。
〔逆洗条件〕 
７０Ｌの原水を処理するごとに、浄水出水口６から内側部材３内に逆洗用水を５分間流し続ける。
〔中空糸膜エレメント構造〕
（１）ポリプロピレン製の中空糸膜を中空糸膜１７として使用する。
（２）中空糸膜１７の膜面積を１.１ｍ２とする。
（３）中空糸膜１７の束の直径を約３２〜３４ｍｍにする。
（４）中空糸膜エレメントカバー１１の内径を３７ｍｍにする。
（５）原水および逆洗用水の水圧で変形しないようにＡＢＳ樹脂で形成した内側部材を内側部材１０３として使用する。
【００９３】
上記表１において、Ｎｏ.２とＮｏ.３とを比較すると判るように、Ｎｏ.３よりもＮｏ.２の方が十分に逆洗できて、濾過できる水道水の水量が増えている。
【００９４】
〔第２実施形態〕
図９に、本発明の第２実施形態の浄水器用カートリッジ４０１を側方から見た断面を模式的に示す。また、図９において、図１に示した第１実施形態の構成部と同一構成部は、第１実施形態の構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【００９５】
上記浄水器用カートリッジ４０１は、ＡＢＳ樹脂製の段付円筒状の内側部材４０３と、樹脂製の網目状のネット４２１とを備えている点が、上記第１実施形態の浄水器用カートリッジ１と異なっている。なお、上記内側部材４０３は、原水および逆洗用水の水圧で変形するようなものではない。
【００９６】
上記内側部材４０３は、外側部材９の内側に位置し、図示しない放射状のアームで外側部材９に固定している。また、上記内側部材４０３は、小径円筒部１０と、この小径円筒部１０に連なる大径円筒部４１２とを有している。この大径円筒部４１２には中空糸膜エレメント４を設けており、大径円筒部４１２の中空糸膜エレメント４の周り部分は、分離膜カバーの一例である中空糸膜エレメントカバー４１１を構成している。したがって、上記中空糸膜エレメントカバー４１１は、第１通路Ｒ１と中空糸膜１７との間に配置されていることになる。この中空糸膜エレメントカバー４１１は、中空糸膜１７が延びる方向に延在し、中空糸膜１７のＵ字状の先端部つまり下端部１７ａの側方も覆っている。このように、上記中空糸膜エレメントカバー４１１が中空糸膜１７の大部分の周りで上記大部分との間に隙間を持って上記大部分を覆っているので、中空糸膜エレメント４の全体に水が略均等に流れる。また、上記中空糸膜エレメントカバー４１１は、ポッティング材１３から外側部材９の底部に近づくにしたがって径が大きくなっている。すなわち、上記中空糸膜エレメントカバー４１１は、浄水出水口６側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜している。
【００９７】
上記ネット４２１は、中空糸膜１７のポッティング材１３から露出している部分に全周に渡って巻き付けられ、その部分を覆っている。また、上記ネット４２１の網目の大きさは、中空糸膜１７から離間した付着物が通過できる程度であればよいが、原水および逆洗用水の流れに悪影響を及ぼさない観点上、小さすぎない方がよい。
【００９８】
上記構成の浄水器用カートリッジ４０１を逆洗する場合、浄水出水口６から内側部材４０３内に逆洗用水を入れる。そうすると、上記逆洗用水が、第２通路Ｒ２を流れて、中空糸膜エレメント４の中空糸膜１７を通過することにより、中空糸膜１７の孔を塞いでいた付着物が中空糸膜１７から離間する。このとき、上記中空糸膜エレメントカバー４１１は、浄水出水口６側から離れて行くにしたがって末広がりとなるように傾斜しているので、中空糸膜１７から離間した付着物が、中空糸膜１７と中空糸膜エレメントカバー４１１との間の隙間に詰まるのを防ぐことができる。したがって、上記付着物が逆洗用水と共に第１通路Ｒ１に流れ易くなるので、中空糸膜１７の洗浄効果を向上させることができる。
【００９９】
また、上記逆洗用水を浄水出水口６から内側部材４０３内に逆洗用水を入れたとき、ネット４１２が中空糸膜１７を覆っているので、逆洗用水の流れによって中空糸膜１７の形状が崩れないようにすることができる。したがって、上記中空糸膜エレメントカバー４１１と中空糸膜１７との間の隙間が小さくなるのを防ぐことができる。
【０１００】
また、上記浄水器用カートリッジ４０１の製造時、ネット４２１が中空糸膜１７を覆っていれば、中空糸膜１７の形状が安定するので、第１通路Ｒ１と中空糸膜１７との間に中空糸膜エレメントカバー４１１を容易に配置できる。
【０１０１】
また、上記浄水器用カートリッジ４０１の輸送時、ネット４２１が中空糸膜１７を覆っていることにより、振動や衝撃による中空糸膜１７へのダメージを緩和できる。
【０１０２】
上記第２実施形態では、ネット４２１は、中空糸膜１７のポッティング材１３から露出している部分の全部を全周に渡って覆うようにしていたが、中空糸膜１７のポッティング材１３から露出している部分の一部を全周に渡って覆うようにしてもよい。
【０１０３】
上記第２実施形態のネット４２１に換えて、中空糸膜エレメント４の全部を覆うネットを用いてもよい。
【０１０４】
〔第３実施形態〕
図１０に、本発明の第３実施形態の浄水器用カートリッジ５０１を側方から見た断面を模式的に示す。また、図１０において、図９に示した第２実施形態の構成部と同一構成部は、第２実施形態の構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【０１０５】
上記浄水器用カートリッジ５０１は、段付円筒状の内側部材５０３を備えている点が、上記第２実施形態の浄水器用カートリッジ４０１と異なっている。
【０１０６】
上記内側部材５０３は、外側部材９の内側に位置し、図示しない放射状のアームで外側部材９に固定している。また、上記内側部材５０３は、樹脂製の小径円筒部１０と、この小径円筒部１０に連なる大径円筒部５１２と、分離膜カバーの一例である中空糸膜エレメントカバー５１１とを有している。この大径円筒部５１２には中空糸膜エレメント５を設けている。なお、上記内側部材５０３において、中空糸膜エレメントカバー５１１以外の部分は、ＡＢＳ樹脂で形成し、原水および逆洗用水の水圧で変形しないようにしている。
【０１０７】
上記中空糸膜エレメントカバー５１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート)を溶融してフィルム状にした後、冷却することで得ている。また、上記中空糸エレメントカバー５１１の上端は大径円筒部５１２の下端に超音波溶着で接合されている。また、上記中空糸膜エレメントカバー５１１は、第１通路Ｒ１と中空糸膜１７との間に配置されており、中空糸膜１７が延びる方向に延在し、中空糸膜１７のＵ字状の先端部つまり下端部１７ａの側方も覆っている。このように、上記中空糸膜エレメントカバー５１１が中空糸膜１７の大部分の周りで上記大部分との間に隙間を持って上記大部分を覆っているので、中空糸膜エレメント５の全体に水が略均等に流れる。なお、上記フィルム状の中空糸エレメントカバー５１１は例えばブロー成型して大径円筒部５１２の下端に連なるようにしてもよい。
【０１０８】
上記構成の浄水器用カートリッジ５０１を逆洗する場合、浄水出水口６から内側部材５０３内に逆洗用水を入れる。そうすると、上記逆洗用水が、第２通路Ｒ２を流れて、中空糸膜エレメント４の中空糸膜１７を通過することにより、中空糸膜１７の孔を塞いでいた付着物が中空糸膜１７から離間する。このとき、上記中空糸膜エレメントカバー５１１がフィルム状であるので、逆洗用水の水圧に応じて変形する。その結果、上記中空糸膜エレメントカバー５１１と中空糸膜１７との間の隙間が適切な大きさに調節される。したがって、上記逆洗用水をスムーズに流すことができるので、中空糸膜１７の洗浄効果を向上させることができる。
【０１０９】
また、上記中空糸膜エレメントカバー５１１がフィルム状であるので、中空糸膜エレメントカバー５１１と中空糸膜１７との間の隙間を確保しつつ、カートリッジ本体２を小型化することができる。
【０１１０】
また、上記フィルム状の中空糸膜エレメントカバー５１１の厚さは、上記第２実施形態の中空糸膜エレメントカバー５１１の厚さの１／１０程度にすることができる。具体的には、中空糸膜エレメントカバー５１１の厚さを、０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲内の厚さにすることができる。したがって、上記中空糸膜エレメントカバー５１１をフィルム状に形成することにより、中空糸膜エレメントカバー５１１の材料費を低減できる。
【０１１１】
下表２に、上記浄水器用カートリッジ１等に係る実験結果を示す。なお、下表２において、「筒有り」は図１の浄水器用カートリッジ１を指し、また、「筒無し」は図５の浄水器用カートリッジ１０１を指し、また、「筒有り（フィルム）」は図１０の浄水器用カートリッジ５０１を指す。すなわち、下表２において、Ｎｏ.１１、Ｎｏ.１２およびＮｏ.１４は、浄水器用カートリッジ１を用いた実験の結果を示すし、また、Ｎｏ.１３は、浄水器用カートリッジ１を用いた実験の結果を示し、また、Ｎｏ.１５は、浄水器用カートリッジ１０１を用いた実験の結果を示す。
【０１１２】
【表２】
2012192398.tif 000016
【０１１３】
〔試験条件〕
（１）カオリン２．０ｍｇ／Ｌ、フミン酸ナトリウム１．０ｍｇ／Ｌを添加した水道水をポンプで中空糸膜エレメント４に送ることにより、水道水を濾過する。
（２）原水流入口５側と浄水出水口６側の差圧が０．１ＭＰａで、浄水出水口６から出る浄水の流量が１．０Ｌ／ｍｉｎに低下した時点を、中空糸膜エレメント４の寿命が尽きた点とし、この点までに濾過できた水道水の水量を処理量とする。
〔逆洗条件〕
７０Ｌの原水を処理するごとに、浄水出水口６から内側部材３内に逆洗用水を５分間流し続ける。
〔中空糸膜エレメント構造およびその周辺構造〕
（１）ポリプロピレン製の中空糸膜を中空糸膜１７として使用する。
（２）中空糸膜１７の膜面積を１.４ｍ２とする。
（３）中空糸膜１７の束の直径は約４８〜５０ｍｍとする。
（４）中空糸膜エレメントカバー１１，５１１の内径を５０ｍｍとする。
（５）原水および逆洗用水の水圧で変形しないようにＡＢＳ樹脂で形成した内側部材を内側部材１０３として使用する。
（６）ＰＥＴ製の厚さ０．１ｍｍのフィルムを中空糸膜エレメントカバー５１１として使用する。
【０１１４】
上記表２において、Ｎｏ.１４とＮｏ.１５とを比較すると判るように、中空糸膜エレメントカバー１１の内面と中空糸膜１７との間に隙間が無い場合には、中空糸膜エレメントカバー１１があると、逆洗効果が低下して、濾過できる水道水の水量が減っている。
【０１１５】
また、上記表２において、Ｎｏ.１２とＮｏ.１４，Ｎｏ.１５とを比較すると判るように、中空糸膜１７にネット４２１を付けることにより、逆洗効果が向上して、濾過できる水道水の水量が増えている。これは、上記中空糸膜１７の束の広がりをネット４２１で制限することで、中空糸膜エレメントカバー１１の内面と中空糸膜１７との間に隙間ができ、逆洗効果が向上したためだと考えられる。
【０１１６】
また、上記表２において、Ｎｏ.１３とＮｏ.１４，Ｎｏ.１５とを比較すると判るように、フィルム状の中空糸膜エレメントカバー５１１を用いることにより、逆洗効果が向上して、濾過できる水道水の水量が増えている。これは、水圧（水流）によってフィルム状の中空糸膜エレメントカバー５１１が変形するため、中空糸膜１７の形状が不安定であっても、中空糸膜エレメントカバー１１の内面と中空糸膜１７との間に一定の隙間を確保できるためだと考えられる。
【０１１７】
以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第３実施形態のそれぞれに記載した事項を組み合わせたものを本発明の一実施形態としてもよい。例えば、上記第２，第３実施形態の中空糸膜エレメントカバー４１１，５１１に、図７の貫通穴２１６と同様の貫通孔を設けてもよい。このようにする場合、上記中空糸膜エレメントカバー４１１，５１１の下端部のみに、周方向に所定の間隔を空けて貫通孔を設けてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１，４０１，５０１…浄水器用カートリッジ
２，３０２…カートリッジ本体
３，２０３，４０３，５０３…内側部材
４…中空糸膜エレメント
５，３０５…原水流入口
６…浄水出水口
９，３０９…外側部材
１０…小径円筒部
１１，２１１，４１１，５１１…中空糸膜エレメントカバー
１２，２１２，４１２，５１２…大径円筒部
１３…ポッティング材
１４…原水導入用配管
１５…浄水排出用配管
１７…中空糸膜
２０…浄水器本体
２１６…貫通孔
４２１…ネット
Ｒ１，Ｒ３０１…第１通路
Ｒ２…第２通路