(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒状の処理材を収納するためのケースと、該ケース内に挿入される円筒部が形成され、該ケースの開口を塞ぐ蓋とからなる容器であり、該蓋には流体導入口および流体導出口が設けられ、該容器内に加圧した流体を流通させる容器であって、前記ケースおよび前記蓋の円筒部の間に設けられ、前記ケースと前記蓋に密着する線状弾性体を少なくとも２本と、前記蓋に被せて、前記ケースに固定するナットと、を備えたことを特徴とする容器。
【請求項２】
前記処理材が、流体と接触して吸着、濾過、反応のいずれかを行うものであることを特徴とする請求項１記載の容器。
【請求項３】
前記ケース内に多孔質中空糸膜モジュールを収容したことを特徴とする請求項１または２記載の容器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の容器に、粉粒状の水処理材が収納された、浄水器カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の処理材が収納されたケースと、該ケースの開口を塞ぐ蓋とを備え、前記ケース内に加圧した流体を流通させる容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水道水、井戸水、産業排水等の液体や、空気、酸素、窒素等の気体を対象とした吸着、濾過、反応等を行うために、粉末活性炭、粒状活性炭、イオン交換樹脂等の粉粒状処理材を用いている。この粉粒状処理材は、筒状のケース、又は片端の閉じたコップ状のケースに充填され、ケースの開口部を流体の出入り口を有した蓋で封止された状態で、ケース内に加圧流体が流通される。このとき容器内部の粉粒状処理材の流失や流体の漏れを防止するために、ケースと蓋との間に、シート状若しくは線状の弾性体をパッキンとして使用することがある。
【０００３】
図４は、このような処理材を充填した容器の一例を示すものであり、フランジ部を有するケース１、フランジ部と流体の出入り口を有する蓋２、シート状弾性体３、締結用ボルト４、粉粒状処理材５、導管６で構成される。導管６については蓋２の内側に圧入、溶接、接着等の方法で取り付けられており、先端部分には充填された粉粒状処理材が流出しないよう、メッシュ等が配せられている。
図５は、比較的小型な容器の一例を示すものであり、線状弾性体７を装着する取付溝２１を有するケース１、ケース１との螺合部と流体の出入り口を有する蓋２、線状弾性体７、粉粒状処理材５、導管６で構成される。流体は、流体入り口１０より入り、粉粒状処理材５内を通過して、容器底部で反転し、導管６を通り、流体出口１１より流出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示したような従来の容器に於いては、シート状弾性体３を用いて封止を行うためフランジ部が必要となるので、小型化の妨げとなり、ケース１や蓋２を樹脂で成形しても軽量化を図ることが難しいという不具合点があった。
【０００５】
また図５に示したような、線状弾性体７を用いて流体の封止を行った容器の場合には、以下のような問題点があった。
まず、容器の加圧、除圧により線状弾性体７の位置が僅かに移動し、その動きに伴い粉粒状処理材５が、線状弾性体７とケース１との間に入り込み、線状弾性体７及びケース１が傷つく事により、短期間で封止機能が低下することがあった。
さらにこの容器に於いては、別の場所へ移動する際に振動や姿勢の変動により、粉粒状処理材５と線状弾性体７が接触し、粉粒状処理材５の一部が線状弾性体７とケース１との間に付着した状態で残り、容器を使用すると、線状弾性体７及びケース１が傷つく事により、短期間で封止機能が低下することがあった。
同時にこの容器に於いては、使用途中に落下等の強い衝撃を受けた場合、粉粒状処理材５の一部が線状弾性体７とケース１との間に入り込み、容器を使用継続すると、線状弾性体７及びケース１が傷つく事により、短期間で封止機能が低下することがあった。
【０００６】
本発明は、前記問題点に鑑み、流体の処理材を充填した容器において、流体封止性能を長期間維持できるとともに、小型化、軽量化の要請を満たす容器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の容器は、粉粒状の処理材を収納するためのケースと、該ケース内に挿入される円筒部が形成され、該ケースの開口を塞ぐ蓋とからなる容器であり、該蓋には流体導入口および流体導出口が設けられ、該容器内に加圧した流体を流通させる容器であって、前記ケースおよび前記蓋の円筒部の間に設けられ、前記ケースと前記蓋に密着する線状弾性体を少なくとも２本と、前記蓋に被せて、前記ケースに固定するナットと、を備えたことを特徴としている。前記処理材は、流体と接触して吸着、濾過、反応のいずれかを行う処理材でもよく、さらにこれらの処理材に多孔質中空糸膜モジュールを組み合わせてもよい。
本発明の浄水器カートリッジは、前記容器に、粉粒状の処理材が収納されたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて、本発明を説明する。図１ないし図３は、各々本発明の容器の例を示したものであるが、本発明はこれらの例に制限されるものではない。
【０００９】
図１に示した容器は、上方に開口する有底筒状のケース１と、流体導入口１０、流体導出口１１を有し、ケース１の開口を塞ぐ蓋２と、ケース１に対し、蓋２を固定する袋状ナット８と、ケース１と蓋２とを封止する線状弾性体７と、ケース内に充填された粉粒状処理材５と、流体を外部へ導く導管６とから概略構成される。
蓋２は、天面部２ａとその下面に形成されたケース１に挿入される円筒部２ｂからなり、円筒部２ｂの外周面には、線状弾性体７を装着するための取付溝２１が全周に亙って少なくとも２本形成され、天面部２ａには流体導入口１０、流体導出口１１が上方に突出するように穿設されている。
そして、導管６が蓋２の流体導出口１１内側に圧入され、溶接、接着等の方法で蓋２に固定されている。導管６の先端部分には充填された粉粒状処理材５が流出しないよう、メッシュ状あるいは多孔質状の先端部材６ａが配せられている。
【００１０】
袋状ナット８とケース１には、互いに螺合するネジが形成されている。そして、蓋２の円筒部２ｂがケース１に挿入された状態で、孔８ａに流体導入口１０と流体導出口１１が挿入され、かつ袋状ナット８が蓋２の天面部２ａの外縁部を挟みこむようにして、袋状ナット８とケース１とが螺合するようになっている。袋状ナットは、加圧状態で、蓋２がケース１から抜けることを防止するために設けられたものである。
前記ケース１、蓋２、および袋状ナット８の材質は、使用時の耐圧性、製造時の成形性を考慮して、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂等のプラスチックが好ましく、更に強度を持たせたい場合、ステンレス金属を用いることが好ましい。
ケース１と袋状ナット８は、螺合に代えて、バイヨネット等で連結することもできる。
【００１１】
本発明の容器は、ケース１および蓋２の一方に設けられ、他方を付勢してケース１と蓋２に密着する線状弾性体７を少なくとも２本備えている。
線状弾性体７は、蓋２に形成された取付溝２１の全周にわたる長さを有し、かつ取付溝２１内に圧入される幅を有する直線状、あるいは環状のゴム弾性体であればよく、その材質は、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム等の合成ゴムを用いることが好ましい。
この線状弾性体７は、ケース１に蓋２を被せる前に、取付溝２１内に圧入される。線状弾性体７が直線状の場合は、両端部が突合せになるように取付溝２１に圧入する。また線状弾性体７が環状の場合は、線状弾性体７に引張力を加えて延伸させ、蓋２の下方から取付溝２１内に嵌め合わせる。
いずれの線状弾性体７の場合も、取付溝２１の奥に線状弾性体７が当接するまで圧入した状態で、線状弾性体７が、蓋２の円筒部２ｂの外周面より外側に若干突出するような太さを有している。このような線状弾性体７は、線状弾性体７が取り付けられた蓋２を挟んで前記袋状ナット８をケース１に対して締め付けることにより、線状弾性体７がケース１に押圧され、付勢した状態でケース１との面接触を維持して、ケース１と蓋２に密着するので、ケース１と蓋２との連結状態を確実にするとともに、容器の使用時における加圧流体の漏れを防止することができる。
なお、図１に示した例では、線状弾性体７は蓋２の円筒部２ｂの外周面に取付溝２１を形成したが、これに代えてケース１の内周面側に取付溝を形成しても良い。この場合、線状弾性体７は、ケース１に蓋２を被せる前に、ケース１の取付溝内に圧入される。線状弾性体７が直線状の場合は、両端部が突合せになるように取付溝に圧入する。この状態で、前述の方法と同様に、蓋２の円筒部２ｂをケース１の開口部に挿入して袋状ナット８を被せて締め付ければ、線状弾性体７が蓋２の円筒部２ｂに押圧され、付勢した状態で蓋２の円筒部２ｂとの面接触を維持してケース１と蓋２に密着するので、ケース１と蓋２との連結状態が確実となり、容器の使用時における加圧流体の漏れを防止することができる。
さらに、蓋２とケース１の両方に取付溝を形成し、各々前述の方法で線状弾性体７を装着することもできる。
あるいは、環状の線状弾性体７を用いれば、取付溝を全く形成しなくても、蓋２への装着が可能である。すなわち、線状弾性体７に引張力を加えて延伸させ、蓋２の下方から蓋２の円筒部２ｂに装着すればよい。
【００１２】
ケース１に充填される処理材としては、容器の使用目的に応じて、流体に含まれる有害成分や臭気成分等の吸着、流体中の濁質の濾過、流体含有成分との反応を行う周知の処理材を用いることができ、例えば、粉末活性炭、粒状活性炭、イオン交換樹脂等が挙げられる。  例えば、浄水器として使用する場合は、亜硫酸カルシウム、粉粒状活性炭、アスコルビン酸などの脱塩素処理剤、イオン交換樹脂などの処理材が用いられる。これらは、単独で使用しても２種類以上を併用してもよい。
また本発明において、流体は、液体、気体のいずれでもよく、その種類は限定されない。
【００１３】
この容器に、流体を通すときには、流体は加圧された状態で、流体導入口１０より容器内に導入され、粉粒状処理材５内を下方向に通過して、容器底部で反転し、導管６を上方向に通り、流体導出口１１より所定の処理が施された流体が排出される。
ここで、加圧された流体が導入されて容器内部の圧力が高まった場合、袋状ナット８とケース１は材料の弾性により変形し、これに伴って粉粒状処理材５に近い側（以下、内側という）の線状弾性体７ａの付勢力が低下する。この結果、線状弾性体７とケース１と間に、粉粒状処理材５の一部が侵入する。その後、容器内部が除圧されると、内側の線状弾性体７ａは、侵入した粉粒状処理材をケース１との間に挟んだまま元の位置に戻る。この操作の繰り返しにより、ケース１と内側の線状弾性体７ａとの間への粉粒状処理材５の侵入が進み、内側の線状弾性体７ａの流体封止性能は低下する。しかしこの内側の線状弾性体７ａは、粉粒状処理材の侵入をその場に止め、その上方には粉粒状処理材は侵入しない。このため、粉粒状処理材に遠い側（以下、外側という）の線状弾性体７ｂは、その十分な封止性能を、長期間に亙り維持することが可能となる。
【００１４】
このように、本発明の容器において、内側の線状弾性体７ａは、ケース１と内側の線状弾性体７ａとの間に侵入する処理材を捕捉して、外側の線状弾性体７ｂを保護するためのものであるので、処理材をその場に止めることができれば良く、完全な流体封止機能は要求されない。これに対し、外側の線状弾性体７ｂは、流体の封止を確実にする機能が必要であるから、強いゴム弾性を発揮するようにその形状や材質が決められる。
図２に、内側の線状弾性体として、ダストシールを使用した例を示す。図１と同様の部材には、同一符号を付して説明を省略する。
ダストシール９は、Ｖ型、Ｘ型等の断面を有する環状の弾性体であって、封止状態でも、取付溝２１内に空間を保持するものである。ダストシールの材質としては、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム等の合成ゴムを用いる。ダストシール９は、蓋２の円筒部２ｂに形成された２本の取付溝２１のうち、内側の取付溝２１に装着する。そして、より封止能力の高い外側の線状弾性体７ｂはダストシール９より外側の取付溝２１に装着する。ダストシール９は、外側の線状弾性体７ｂのような流体封止能力は無いが、粉粒状処理材５の侵入をその場に止めることができるので、外側の線状弾性体７ｂは十分な封止性能を、長期間に亙り維持することが可能となる。さらに、図１に示した内側の線状弾性体を使用する場合に比べて、ダストシール９は、封止状態において取付溝２１との間に空間を保持しているので、ダストシール９自身を傷つけずに多くの粉粒状処理材を捕捉できるという利点がある。
図２に示した容器に流体を通すときには、流体は加圧された状態で、流体導入口１０より容器内に導入され、粉粒状処理材５内を下方向に通過して、容器底部で反転し、導管６を上方向に通り、流体導出口１１より所定の処理が施された流体が流出する。
【００１５】
図３は、浄水器カートリッジとしての実施例を示す。図１と同様の部材には、同一符号を付して説明を省略する。
この浄水器カートリッジは、筒状のケース１と、ケース１の一方の開口を塞ぐ底蓋１４と、流体導入口１０と流体導出口１１を有し、かつケース１の他方の開口を塞ぐ上蓋２と、ケース１に対し、底蓋１４と上蓋２を固定する袋状ナット８と、ケース１と底蓋１４ならびにケース１と上蓋２の封止を確実にするための線状弾性体７と、ケース１内に収納された多孔質中空糸膜モジュール１３と、多孔質中空糸膜モジュール１３の周囲に充填された粉粒状の水処理材１２と、この水処理材１２の下部に配された目皿１５から構成される。
この多孔質中空糸膜モジュール１３は、浄水器に一般的に用いられているものであれば特に制限されないが、例えばシリコーン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスルホン系、セルロース系、ポリウレタン系などの多孔質中空糸膜をポッティング剤により集束固定し、ハウジング内に収納されたものが用いられる（特開平５−２６１２５３号公報、特開平６−３４０号公報、特開平６−３４２号公報等を参照）。図示した多孔質中空糸膜モジュールは、多孔質中空糸膜の固定部側の端部が上蓋に設けられた流体導出口１１に連通するように挿入され、かつ他方の端部が底蓋１４から離間されるようにして、蓋２に着脱自在あるいは一体化されて装着されている。
【００１６】
目皿１５は、粉粒状処理材５が、多孔質中空糸膜モジュール１３内部に侵入するのを防止するために設けられるもので、多孔質中空糸膜モジュール１３が所定位置に装着された状態で底蓋１４から離間してケース１の内側に嵌め合わされるように、中央にモジュール挿入孔１５ａを有するドーナツ形状をなす多孔質体、例えば多孔質燒結フィルターなどからなる。
この容器に、流体を通すときには、流体は加圧された状態で、流体導入口１０より容器内に導入され、水処理材１２内を下方向に通過した後、目皿１５を通過して、目皿１５の下方に設けられた空間１６に達し、ついで空間１６で反転して多孔質中空糸膜モジュール１３内に入り、多孔質中空糸膜モジュール１３で濾過され、上部の流体導出口１１より所定の処理が施された流体が排出される。
なお、本発明において、線状弾性体７は、少なくとも２本あればよいが、より確実な封止を目的として、３本以上の線状弾性体を使用することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の容器は、粉粒状の処理材を収納するためのケースと、該ケース内に挿入される円筒部が形成され、該ケースの開口を塞ぐ蓋とからなる容器であり、該蓋には流体導入口および流体導出口が設けられ、該容器内に加圧した流体を流通させる容器であって、前記ケースおよび前記蓋の円筒部の間に設けられ、前記ケースと前記蓋に密着する線状弾性体を少なくとも２本と、前記蓋に被せて、前記ケースに固定するナットと、を備えた容器である。本発明の容器では、容器の加圧および除圧や、落下等の強い衝撃により、粉粒状処理材がケースと内側の線状弾性体との間に入り込んだ場合や、振動、容器の向きの変動、落下などにより、粉粒状処理材と線状弾性体が接触し粉粒状処理材の一部が、ケースと内側の線状弾性体との間に付着した状態で残った場合でも、内側に配される線状弾性体が侵入する処理材を捕捉して、外側の弾性体を保護し、外側に配される線状弾性体が、流体の封止を確実とする。このようにして、本発明の容器では、線状弾性体を少なくとも２本用いて確実な流体封止を長期間維持することができるので、ケースと蓋との封止構造を単純化できる。これにより、ケースと蓋とを螺合等による簡単な組み付けにより容易に作製することができ、小型軽量化が達成できる。したがって、特に小型軽量化が求められる家庭用の飲料水の製造、空気の浄化などを目的とした使用に好適である。更に粉粒状処理材が充填された状態での流体封止性能が飛躍的に向上し、長期間に亙り封止性能を維持可能であり、使用者に多大な経済性、利便性を提供するものである。したがって、流体を対象とした吸着、濾過、反応のいずれかを目的とした用途に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の容器の実施例断面図である。
【図２】  本発明の容器の実施例断面図である。
【図３】  本発明の容器の実施例断面図である。
【図４】  従来の容器断面図である。
【図５】  従来の容器断面図である。
【符号の説明】
１  ケース
２  蓋
５  粉粒状処理材
７  線状弾性体
１２  水処理材
１３  多孔質中空糸膜モジュール
【図１】
0004174134.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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