(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾材の対向する２面の各々に接するように複数の隔室を設け、前記複数の隔室の１の隔室から前記濾材を横断して濾材の反対側の面に設けられた隔室に水を流通させ、これを順次に繰り返して、浄水器の流入口から流出口へ水が流通する間に、水が複数回前記濾材を横断することにより水を浄化するようにした浄水器用フィルタ組立体において、
前記１の隔室から前記濾材を横断して前記濾材の反対側の面に設けられた隔室へ流通する際に水が通過する部位の濾材の表面積が、上流側から下流側へ次第に減少するようにした浄水器用フィルタ組立体。
【請求項２】
前記濾材が円盤状に形成されている請求項１に記載の浄水器用フィルタ組立体。
【請求項３】
中空中心部を有する筒状の濾材を中空のケース内に配設し、前記ケースの流入口から水を供給し、前記濾材の外表面と内表面との間で前記水を複数回横断流通させ、前記ケースの流出口から浄水を取り出すようにした浄水器用フィルタ組立体において、
前記濾材との間に空間が形成されるように前記濾材の外表面の一部を覆う被覆部材と、
前記流入口から供給された水が前記濾材の外表面に沿って前記空間に流通することを防止する仕切と、
水が前記濾材の中空中心部を貫流することを遮断する水遮断部材とを具備し、
前記水遮断部材は、前記濾材の中空中心部において前記被覆部材が濾材の外側を覆っている領域に、前記外表面から前記濾材を横断して前記中空中心部に流入した水が前記濾材を横断して前記空間へ流入するように配設されていることを特徴とする浄水器用フィルタ組立体。
【請求項４】
前記空間を複数に区分したことを特徴とする請求項３に記載の浄水器用フィルタ組立体。
【請求項５】
前記濾材において前記空間に接する領域の表面積が、前記被覆部材にて覆われていない領域の表面積より小さいことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の浄水器用フィルタ組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の浄水器に使用可能なフィルタ組立体に関し、特に安定した浄水能力を長期間にわたって維持可能な浄水器用のフィルタ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の浄水器用フィルタには、活性炭などを使用し内部を中空とした中空フィルタや、平板状に形成したフィルタなど種々のものがある。従来の中空フィルタであれば、フィルタの外側から中空部へ水が通過する間に塩素などを除去するので、フィルタの厚さによって浄水能力が決まっていた。
また、浄水能力を高くするために濾材の厚さを厚くしつつ、浄水器用フィルタの大型化を防ぐため、濾材を筒状に形成して、その長手側一端から水を供給し、他端から浄水した水を取り出すようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
浄水器用フィルタでは、使用していると不純物がフィルタに付着し目詰まりを生じる。例えば筒状フィルタの場合、目詰まりは、主に浄水器用フィルタの入水側表面において生じる。従って、フィルタの内側では目詰まりせずに使用可能であるにも拘わらず、入水側表面の目詰まりのためフィルタの寿命になってしまうとの問題がある。
【０００４】
また、従来の中空の浄水器用フィルタでは、一回の通水で一度しか活性炭等の濾材を通過しない。このため、浄水能力は濾材の厚みに依存することとなり、浄水能力を向上させるために浄水器用フィルタが大型化してしまう問題がある。
【０００５】
本発明は、浄水器用フィルタの目詰まりによる寿命を長く維持すると共に、浄水能力の向上を図ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、濾材の対向する２面の各々に接するように複数の隔室を設け、前記複数の隔室の１の隔室から前記濾材を横断して濾材の反対側の面に設けられた隔室に水を流通させ、これを順次に繰り返して、浄水器の流入口から流出口へ水が流通する間に、水が複数回前記濾材を横断することにより水を浄化するようにした浄水器用フィルタ組立体において、
前記１の隔室から前記濾材を横断して前記濾材の反対側の面に設けられた隔室へ流通する際に水が通過する部位の濾材の表面積が、上流側から下流側へ次第に減少するようにした浄水器用フィルタ組立体要旨とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、中空中心部を有する筒状の濾材を中空のケース内に配設し、前記ケースの流入口から水を供給し、前記濾材の外表面と内表面との間で前記水を複数回横断流通させ、前記ケースの流出口から浄水を取り出すようにした浄水器用フィルタ組立体において、前記濾材との間に空間が形成されるように前記濾材の外表面の一部を覆う被覆部材と、前記流入口から供給された水が前記濾材の外表面に沿って前記空間に流通することを防止する仕切と、水が前記濾材の中空中心部を貫流することを遮断する水遮断部材とを具備し、前記水遮断部材は、前記濾材の中空中心部において前記被覆部材が濾材の外側を覆っている領域に、前記外表面から前記濾材を横断して前記中空中心部に流入した水が前記濾材を横断して前記空間へ流入するように配設されていることを特徴とする浄水器用フィルタ組立体を要旨とする。
【０００８】
請求項７に記載の本発明は、中空中心部を有する筒状の濾材を中空のケース内に配設し、前記ケースの流入口から水を供給し、前記濾材の外表面と内表面との間で前記水を横断流通させ、前記ケースの流出口から浄水を取り出すようにした浄水器用フィルタ組立体において、
前記濾材の外表面の一部を覆う被覆部材を前記被覆部材と前記中空濾材との間に空間が形成されるように設けると共に、前記濾材において、前記空間に接する領域の表面積が、前記被覆部材にて覆われていない領域の表面積より小さいことを特徴とする浄水器用フィルタ組立体要旨とする。
【０００９】
本発明によれば、濾材の性能を無駄なく最大限に引き出して、濾材の当初の浄水性能を長期間にわたって維持し、目詰まりによる濾材の寿命を長く維持すると共に浄水能力を向上させることが可能となる。
また、本発明のフィルタ組立体は、浄化すべき水のためのタンクと、ポンプとを備え、前記水をタンク内部で循環させる循環形浄水器その他の種々の浄水器用フィルタ組立体として使用することに加えて、それ自体を浄水器として使用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
先ず、図１を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。第１の実施形態は、本発明の原理により近い実施形態であって、厚さが均一の矩形平板状であり厚さ方向に通水し易い濾材１００の対向する両側に第１と第２の側壁１１０、１２０が、濾材１００をはさんで平行に配設されている。第１の側壁１１０は仕切１１２、１１４を有しており、これにより濾材１００と第１の側壁１１０の間に第１と第３の隔室１０２、１０６が形成される。同様に、第２の側壁１２０は仕切１２２、１２４を有しており、これにより濾材１００と第２の側壁１２０との間に第２と第４の隔室１０４、１０６が形成される。より詳細には、第１の隔室１０２と第２の隔室１０４、第２の隔室１０４と第３の隔室１０６、第３の隔室１０６と第４の隔室１０８の各々は、互いに軸線Ｏ1 の方向にオフセットされて、濾材１００の対向する２面の各々に設けられた隔室が全体として互い違いに配置されている。また、本発明の原理によれば、第１と第２の側壁１１０、１２０の各々の仕切１１２、１１４；１２２、１２４は、各仕切間の寸法Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 、Ｌ4 、Ｌ5 、Ｌ6 が次第に小さくなるように互いに離間、配設されている。
【００１１】
以下、第１の実施形態の作用を説明する。
矢印１で示す原水、例えば水道水が、図１において濾材１００の下方部位の一側から、矢印２で示すように濾材１００を横断して第１の隔室１０２内に流入し、次いで、矢印３で示すように第１の隔室１０２から再び濾材１００を反対方向に横断して第２の隔室１０４内に流入し、矢印４で示すように第２の隔室１０４から再び濾材１００を反対方向に横断して第３の隔室１０６内に流入し、矢印５で示すように第３の隔室１０６から再び濾材１００を反対方向に横断して第４の隔室１０８内に流入し、矢印６で示すように第４の隔室１０８から再び濾材１００を反対方向に通過し、浄水７として流出口１３０へ流出する。
【００１２】
流体は、一般的に圧力損失が最小となるように流動するので、厚さが一定の矩形平板状の厚さ方向への通水が圧力損失を最小とする濾材１００を具備する本実施形態では、平板矩形状の濾材１００の対向する２面の各々に複数の第１から第４の隔室１０２〜１０８を互い違いに配設することにより、水が濾材１００内で軸線Ｏ1 の方向へ流動せずに、濾材１００を横断、流通して第１から第４の隔室１０２〜１０８を順次に流通可能とした。また、これにより、圧力損失を抑制すると共に、浄化すべき水を矢印２〜６で示すように濾材１００を繰り返し５回横断、流通させて短時間のうちに高度に浄化可能となる。
【００１３】
更に、流出口１３０からの浄水を直接使用すれば、濾材１００を通過し浄化された水と未浄化の水とが混合することがなく、非常に高度に浄化された浄水を得ることが可能となる。
【００１４】
更に、浄化すべき水は、原水１の状態が最も汚れていて、矢印２〜６で示すように濾材１００を通過する毎に次第に浄化され、濾材１００が浄化すべき汚染物質、例えば、錆その他の浮遊物質、塩素臭やカビ臭等の臭いの原因物質、トリハロメタン等の有害物質の含有量は下流へ行くほど減少するので、その除去に必要な濾材１００の量も次第に小さくなってくる。浄水能力は、浄化すべき水が通過する濾材の体積により決定されるので、厚さが一定の矩形平板状の濾材１００を具備する本実施形態では、ある隔室から濾材１００を横断して濾材の反対側に設けられた隔室へ流通する際に水が通過する部位の濾材１００の表面積が、上流側から下流側へ次第に減少するようになっている。
【００１５】
すなわち、図１において、原水１が第１の隔室１０２内へ通過する濾材１００の寸法Ｌ1 、第１の隔室１０２から第２の隔室１０４へ通過する濾材１００の寸法Ｌ2 、第２の隔室１０４から第３の隔室１０６へ通過する濾材１００の寸法Ｌ3 、第３の隔室１０６から第４の隔室１０８へ通過する濾材１００の寸法Ｌ4 、第４の隔室１０８から流出口１３０へ通過する濾材１００の寸法Ｌ5 が次第に小さくなるようになっている。これにより、限られた面積の濾材１００の性能を無駄なく最大限に引き出すことが可能となり、濾材１００の交換時の当初の浄化性能を長期間にわたって維持可能となる。つまり、従来技術による浄化装置では、通水と同時に濾材全体が汚染され始めるので、使用開始時から浄水性能が漸減するが、本実施形態のように、浄化すべき水が通過する濾材１００の寸法を上流側から下流側へ次第に小さくすることにより、濾材１００の各部分を通過する水に必要な浄水能力に適合させることが可能となるので、限られた面積の濾材１００の性能を無駄なく最大限に引き出して、濾材１００の当初の浄水性能を長期間にわたって維持可能となるのである。
【００１６】
また、最も汚れた状態の原水が最初に通過する濾材１００の部分は、濾材１００において最大の表面積を持っているため、目詰まりによる浄水能力の低下が生じにくく、フィルタ組立体の寿命を長くすることができるのである。従って、浄水能力が高く長寿命であり、かつ、小型化を図った浄水器用フィルタ組立体を実現できる。
【００１７】
次に、図２を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。図２は、本発明の原理をより具体的なフィルタ組立体に適用した場合の実施形態を示しており、図１において濾材１００を、その面に平行な軸線Ｏ1 を中心として回転させて全体を円筒状に形成した構成となっている。
【００１８】
図２に示す第２の実施形態によるフィルタ組立体１０は、ステンレス綱等の金属材料またはプラスチック材料から中空円筒状に形成されたケース１２と、ケース１２内においてケース１２と同心に配置され中空中心部を有する筒状、好ましくは厚さが一定の円筒状の濾材１４と、濾材１４の外表面の一部を覆う被覆部材１６とを具備している。ケース１２の上端部には浄化すべき原水１を供給するための流入口１２ａと、浄化した浄水７を取り出すための流出口１２ｂが配設されている。
【００１９】
濾材１４は、例えば、活性炭やゼオライトを含む多孔体から形成することができる。濾材１４の下端はエンドプレート１８により閉塞されており、かつ、濾過剤１４の上方部位は被覆部材１６により覆われている。また、濾材１４の中空中心部内において被覆部材１６が濾材１４の外側を覆っている領域には、水が中空中心部を軸方向に貫流することを防止する水遮断部材２０が配設されている。水遮断部材２０は、棒状の連結部材２０ａと、連結部材２０ａの両端に設けられたフランジ２０ｂ、２０ｃとを有しており、プラスチック材料またはゴム材料から形成することができる。水が濾材の中空部を軸方向に流通することを実質的に遮断できるように、フランジ２０ａ、２０ｂは中空部内面に係合している。本実施形態では、濾材１４の中空中心部内において、前記エンドプレート１８と水遮断部材２０の下端のフランジ２０ｂとの間に第１の隔室２２が形成され、前記水遮断部材２０の２つのフランジ２０ａ、２０ｂの間に第３の隔室２６が形成される。
【００２０】
被覆部材１６はステンレス綱等の金属材料やプラスチック材料にて構成され、濾材１４の外表面の一部を覆う、濾材１４の直径よりも大きな直径を有する実質的に筒状に形成することができ、被覆部材１６と濾材１４との間には空間が形成されている。この空間は、被覆部材１６と濾材１４の間に設けられた仕切１６ａ、１６ｂにより第２と第４の隔室２４、２８に区分される。仕切１６ａ、１６ｂは、水が濾材の外表面に沿って第２と第４の隔室２４、２８間を流通することを実質的に防止しており、例えばＯリングから形成することができる。また、本実施形態では、濾材１４において被覆部材１６により覆われている領域の表面積が、被覆部材にて覆われていない領域の表面積より小さくなっている。
【００２１】
以下、第２の実施形態の作用を説明する。
矢印１で示す原水、例えば水道水が、流入口１２ａからケース１２内に供給され、ケース１２の内面と被覆部材１６の外面との間の空間を流通し、矢印２で示すように濾材１４を半径方向内方へ横断して第１の隔室２２内に流入し、次いで、矢印３で示すように第１の隔室２２から再び濾材１４を半径方向外方へ横断して第２の隔室２４内に流入し、矢印４で示すように第２の隔室２４から再び濾材１４を半径方向内方へ横断して第３の隔室２６内に流入し、矢印５で示すように第３の隔室２６から再び濾材１４を半径方向外方へ横断して第４の隔室２８内に流入し、矢印６で示すように第４の隔室２８から再び濾材１４を半径方向内方へ横断し、浄水７として流出口１２ｂへ流出する。
【００２２】
本実施形態においても第１の実施形態と同様に、ある隔室から濾材１４を横断して反対側の面に設けられた隔室へ流通する際に水が通過する濾材１４の部位の表面積が、上流側から下流側へ次第に減少するようになっている。これにより、第１の実施形態と同様の有利な作用、効果が得られると共に、第２の実施形態ではフィルタ組立体１０の全体を筒状、好ましくは円筒状としたことによりコンパクトな設計が可能となる。
【００２３】
次に、図３を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。第３の実施形態は、図１において濾材１００を、その面に垂直な軸線Ｏ2 を中心として回転させて全体を円盤状に形成した構成となっている。
【００２４】
図３に示す第３の実施形態によるフィルタ組立体３０は、厚さの一定の円盤状の濾材３２と、該濾材３２の対向する両側に設けられ、濾材３２を包囲する、ステンレス綱等の金属材料またはプラスチック材料から中空円盤状に形成されたケース３４、３６とを具備している。ケース３４、３６は、濾材３２の一側、図３の実施形態では濾材３２の上側に設けられた上ケース３４と、濾材３２の反対側、図３の実施形態では濾材３２の下側に設けられた下ケース３６とから成る。上ケース３４の中心部には浄化すべき原水１を供給するための流入口３４ａが設けられており、下ケース３６の中心部には浄化した浄水７を取り出すための流出口３６ａが配設されている。流入口３４ａと流出口３６ａは、好ましくは、互いに同軸に配設されている。
【００２５】
濾材３２は、例えば、活性炭やゼオライトを含む多孔体から形成することができる。本実施形態では、濾材３２と上ケース３４の間に被覆部材３８が配設されている。被覆部材３８はステンレス綱等の金属材料やプラスチック材料から形成することができ、濾材３２の上側表面の一部を覆っている。被覆部材３８と濾材３２との間には空間が形成されており、この空間は、被覆部材３８と濾材３２の間に設けられた同心の円形の２つの仕切３８ａ、３８ｂにより第２と第４の隔室４４、４８に区分される。また、本実施形態では、濾材３２と下ケース３６の間にも空間が形成され、この空間は濾材３２と下ケース３６の間に設けられた同心の仕切３６ｂにより第１と第３の隔室４２、４６に区分される。
【００２６】
以下、第３の実施形態の作用を説明する。
矢印１で示す未浄化の原水、例えば水道水が、流入口３４ａからケース３４、３６内に供給され、ケース３４、３６の内面と被覆部材３８の外面との間の空間を流通し、矢印２で示すように濾材３２を下方へ横断して第１の隔室４２内に流入し、次いで、矢印３で示すように第１の隔室４２から再び濾材３２を上方へ横断して第２の隔室４４内に流入し、矢印４で示すように第２の隔室１０４から再び濾材３２を下方へ横断して第３の隔室４６内に流入し、矢印５で示すように第３の隔室４６から再び濾材３２を上方へ横断して第４の隔室４８内に流入し、矢印６で示すように第４の隔室４８から再び濾材３２を下方へ横断し、浄水７として流出口３６ａへ流出する。
【００２７】
本実施形態においても第１の実施形態と同様に、ある隔室から濾材３２を横断して反対側の面に設けられた隔室へ流通する際に、水が通過する濾材３２の部位の表面積が、上流側から下流側へ、つまり外周部の隔室から中心部の隔室へ次第に減少するようになっている。これにより、第１の実施形態と同様の有利な作用、効果が得られると共に、第３の実施形態ではフィルタ組立体３０全体を円盤状としたことにより、流入口３４と流出口３６とを同軸に配置可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１の実施形態の略斜視図であり、本発明の原理を説明する図である。
【図２】本発明第２の実施形態の断面図である。
【図３】本発明第３の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１０…フィルタ組立体
１２…ケース
１２ａ…流入口
１２ｂ…流出口
１４…濾材
１６…被覆部材
１８…エンドプレート
２０…水遮断部材
【図１】
0004130038.tif 000002
【図２】
0004130038.tif 000003
【図３】
0004130038.tif 000004