JP2009045588A - 浄水カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】おいしい水の条件であるミネラル分を溶出し、水道水中の塩素、トリハロメタン等の有機物質、溶解性鉛及び汚濁物質を除去すると共に、雑菌や細菌を死滅させ、雑菌や細菌の繁殖を抑制する浄水カートリッジを提供する。
【解決手段】ケース１に浄水剤が収納された浄水カートリッジであって、浄水剤はケース本体２内にマグネシウム層４、離隔層５、活性炭層６が順次積層されて形成された微弱電流発生層７を有するものであり、ケース本体及びケース蓋体３には供給された水をカートリッジ内に通すための通水口８が複数形成することにより、ミネラル分を溶出すると共に、微弱電流により雑菌や細菌を死滅させ、しかも有機物質や汚濁物質を捕捉し、おいしい水を提供できるようにした浄水カートリッジである。
【選択図】図１

Description

本発明は、循環式のポット型浄水器や水道用浄水器に使用される浄水カートリッジに
関し、更に詳しくは汚濁物質、有機物質、塩素などを除去すると共に、マグネシウムな
どのミネラルを溶出するばかりでなく、微弱電流を発生させることにより浄水器におけ
る細菌や雑菌の繁殖を抑制することができる浄水器用の浄水カートリッジに関する。

従来より汚濁物質、有機物質、塩素などを除去し、ミネラルを溶出するポット型浄水器は、例えば特開２００４−３０５９９６号に示されるものが知られている（図９参照）。このポット型浄水器は、基台部１００と浄水ポット１０１とからなり、基台部１００内部に駆動モーター１０３が収納され、駆動モーター１０３の回転軸には永久磁石１０４が取り付けられている。

一方、浄水ポット１０１は基台部１００に着脱可能に構成され、浄水ポット底部１０２にはファン１０５と永久磁石１０６が同軸に取り付けられた揚水ファンが、基台部１００の駆動モーター１０３に取り付けられた永久磁石１０４と対向する位置に取り付けられている。基台部１００の駆動モーター１０４が回転すると、浄水ポット底部１０２の揚水ファンが回転し、浄水ポット底部付近に存在する水１０７は、揚水ファンにより汲み上げられ、循環パイプ１０８を通して浄水ポット上部に取り付けられたカゴ部１０９の上部に噴出され、カゴ部１０９内に収納された浄水剤１１０を通して浄水されるように構成されているものである。カゴ部１０９内には浄水剤１１０をそのまま充填することも、また浄水カートリッジを収納させることもできるようになっている。

特開２００４−３０５９９６号では、浄水器に使用できる浄水剤１１０として、活性炭、麦飯石、トルマリン、ゼオライト、ドロマイト、医王石、珪酸土、モタン、貝化石、コーラルサンド及びその他の公知の浄水剤を単体、又は適宜組み合わせ、粉状にして組み合わせたり、混練りして粒状にして用いることができるとされている。

特開２００７−２１４７０号は、水道水入口と、浄水出口を備えた本体と、前記本体内に充填された水道水中の不純物を吸着、除去するための活性炭、麦飯石と、二種の金属を具備し、二種の金属イオンとこれら異金属間に流れる電流を用いた発電殺菌浄水器に関するものである。

特開２００５−１３８６２号は、ケーシング（１）とケーシング（１）内部に配されるカートリッジ（２）を有しており、カートリッジ（２）には水を改質する処理室（２４，２４ａ，２４ｂ）内において、流動性固体である水改質材（２５）が水流によって遊動・分散するように収容されており、カートリッジ（２）とケーシング（１）の一部または全部は透明体で形成され、カートリッジ（２）の処理室（２４，２４ａ，２４ｂ）内部をケーシング（１）外部から目視できるように構成されていることを特徴とする水改質器である。

水改質材としては、マグネシウム、カルシウム、鉄、亜鉛、コバルト、マンガンやその他のミネラル、石灰石、ドロマイト、大理石、コーラルサンド、貝がら、骨、麦飯石、太陽石、セラミックス、炭（活性炭、備長炭、ヤシガラ炭、竹炭等）、濾過膜（中空糸膜、逆浸透膜、平膜）、イオン交換樹脂、イオン交換繊維、各種フィルタ等が使用できる旨が記載されている。

具体的な実施例として、カートリッジを２本（２，２ａ）を使用した例が記載されている（同公報の図１、図３、図４、図５参照）。この実施例ではカートリッジ（２ａ）には活性炭（２９）が使用され、カートリッジ（２）にはマグネシウム粒（２５）が確処理室（２４，２４ａ，２４ｂ）に充填されているが、マグネシウム粒が水流により遊動・分散する量が充填されているものである。水はカートリッジ（２ａ）の上部から導入され、活性炭で浄化された後、カートリッジ（２）の下部から上部に向けて流れ、この時に各処理室（２４，２４ａ，２４ｂ）内に存在するマグネシウム粒を水流により、処理室下部から上部に向けて遊動・分散させるものである。

特開２００５―１３８６２号の発明の最大の特徴はマグネシウム粒を遊動・分散させることにより、水とマグネシウム粒の表面との接触機会を多くすることにより水を効率的に改質することであり、この遊動・分散を目視で一番有効なところにするためにカートリッジ及びケーシングの少なくとも一部を視認可能に構成したことである。
特開２００４−３０５９９６号 特開２００７−２１４７０号 特開２００５−１３８６２号

特許文献１に記載のポット型浄水器に使用される浄水カートリッジは、図１０に示されるように、ケース本体２０１とケース蓋体２０２とからなるケース２００内に順次透水紙２０３、浄水剤２０４、透水紙２０３が収納されたものであり、ミネラルを溶出するためだけの構造で、細菌や雑菌の繁殖を抑制することはできないものであり、したがってポット型浄水器内に残った水に発生する細菌や雑菌が浄水カートリッジに付着してしまうので、ポット型浄水器に残った水は廃棄し、新しい水を入れなければならないものであった。また、捨て水をしても浄水カートリッジに付着した細菌や雑菌は完全に除去できずに残留するので、細菌や雑菌対策としては不十分なものであった。

特許文献２に記載された浄水器は、銀、亜鉛、錫、ストロンチウム、ビスマス、アルミニウム等からなる群より選ばれた二種の金属を使用し、二種の金属を離隔設置し、二種の金属間の空間に水道水を通過させることにより、それぞれの金属イオンと二種の金属間に流れる電流で殺菌するものであり、二種の金属は殺菌以外の効果は期待できないものである。

特許文献３に記載の水改質器では、２本のカートリッジ（２，２ａ）を使用し、１本のカートリッジ（２ａ）には活性炭が充填され、他方のカートリッジ（２）は３つの処理室（２４，２４ａ，２４ｂ）に分割され、それぞれの処理室に水流により遊動・分散する量のマグネシウム粒が充填されており、カートリッジ（２ａ）の下部からカートリッジ（２）の下部に水が流れるように連結管で連結されているので、活性炭とマグネシウム粒との相互作用による微弱電流は発生しにくく、発生しても極めて少量の電流しか発生せず、しかも水流はマグネシウム粒を遊動・分散させるためにかなり速い速度で流れるため、雑菌や細菌を死滅させる効果は極めて少ないものであり、雑菌や細菌対策としては、やはり不十分なものであった。

本発明の浄水カートリッジは、ポット型浄水器や水道用浄水器に使用される浄水カートリッジであって、おいしい水の条件であるミネラル分を溶出し、水道水中の塩素、トリハロメタン等の有機物質、溶解性鉛及び汚濁物質を除去すると共に、雑菌や細菌を死滅させ、雑菌や細菌の繁殖を抑制する浄水カートリッジを提供するものである。

すなわち、本発明の浄水カートリッジは、ケース１に浄水剤が収納された浄水カートリッジであって、ケース１はケース本体２とケース本体２に密着嵌合するケース蓋体３とからなり、浄水剤はケース本体２内に、マグネシウム層４、離隔層５、活性炭層６が順次積層されて形成された微弱電流発生層７を有するものであり、浄水カートリッジの任意箇所に揚水パイプを通すための開口部９が形成され、ケース本体２及びケース蓋体３には揚水パイプから供給された水を循環させるための通水口８が複数形成されてなることを特徴とするものである。

ケース１は塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂（低密度掘りエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンを含む）、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アルキッド樹脂などの合成樹脂や生分解性樹脂からなる硬質のものが使用できる。

マグネシウム層を形成するマグネシウムとしては、マグネシウム粒やマグネシウム板、マグネシウムリボン、マグネシウム板やマグネシウム塊を刃物で削り細幅の薄いマグネシウムシートが湾曲状に形成されたものなどが使用できる。マグネシウム粒は平均粒径１０μｍ〜２ｍｍのものが好ましい。平均粒径が小さく粉状になると、発火などの可能性があるので好ましくない。また平均粒径が大きすぎると、水との接触面積が少なくなり、マグネシウムイオンの溶出量が少なくなる傾向がある。マグネシウム層としてマグネシウム板を使用する場合には、水を通すための孔を複数個設けることが必要である。また、マグネシウム板の厚みは１０μｍ〜２ｍｍのものが好ましい。

離隔層としては、通水性セパレータ、サンゴ層、その他の浄水剤層が使用できる。離隔層は５０μｍ〜５ｍｍ程度の厚みに構成するのが好ましい。

通水性セパレータ４としては、織布、編布、不織布、合成樹脂製網体などが使用できる。通水性セパレータとしては、水は通すがマグネシウム層８、活性炭層７、サンゴ層５等に使用されるマグネシウム粒、活性炭粒、サンゴ粒などを通さずに保持できるように構成されたものが良い。また織布、編布、不織布などは天然繊維製のものや各種の合成繊維製のものが使用できる。

活性炭層を形成する活性炭としては、木質活性炭（例えば松活性炭など）、竹活性炭、ヤシガラ活性炭、クルミガラ活性炭、石炭質活性炭などが使用できるが、特に好ましいのはヤシガラ活性炭である。

活性炭層は、活性炭粒子のみで構成することもできるが、ゼオライト、ドロマイト、カオリン、遠赤外線セラミック、トルマリンセラミック、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩、具貝石、麦飯石、医王石、珪酸土、モタンなどの他の浄水剤を混合して構成することもできるし、他の浄水剤と混練し粒子状に形成した混合粒子を使用することもできる。

サンゴ層を構成するサンゴとしては、コーラルサンドと呼ばれる風化造礁サンゴなどが使用できる。また、サンゴ層も活性炭層と同様にゼオライト、ドロマイト、カオリン、遠赤外線セラミック、トルマリンセラミック、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩、具貝石、麦飯石、医王石、珪酸土、モタンなどの他の浄水剤と混合して構成することもできる。

活性炭層はサンゴ層と独立して形成しても良いし、活性炭とサンゴを混合した混合層として形成しても良い。混合層とした場合には、独立した活性炭層やサンゴ層を別に形成する必要はないものである。活性炭とサンゴを混合した混合層を活性炭層とした場合であっても、マグネシウム層から混合活性炭層の活性炭に向かって微弱電流が流れるものである。

本発明の浄水カートリッジでは、マグネシウム層と、一般に浄水剤として使用される
活性炭層、離隔層を介在させて積層させることにより微弱電流を発生させ、しかも塩素やトリハロメタンのような有機物質や溶解性鉛や汚濁物質を吸着させることができ、またサンゴ層によりマグネシウムやカルシウムを溶出すると共に、マグネシウム層からもマグネシウムを溶出させ、しかも水の酸化還元電位を十分に低下させることができ、おいしい水を創り出すことができるという効果を有するものである。

本発明の具体的な実施の形態について以下に説明する。
第１図に示す浄水カートリッジは、ケース本体２とケース蓋体３とからなるケース１内に、最上層がマグネシウム層４（細幅の薄いマグネシウムシートが湾曲状に形成された粒状体から構成されている）、中間層が離隔層５、最下層が活性炭層６から構成された微弱電流発生層７を有しているものである。微弱電流発生層７は上述のようにマグネシウム層４と活性炭層６を離隔するための離隔層５が介在して構成されているので、マグネシウム層４から活性炭層７に向かって微弱電流が流れるものである。

この浄水カートリッジを図９に示すような循環式ポット型浄水器のカゴ部に収納し、ポットに水を入れ循環させた場合には、駆動モーターの回転により回動する揚水ファンにより浄水カートリッジの開口部９に通された循環パイプに送り出され、循環パイプの上部でカゴ部に噴出され、浄水カートリッジのケース蓋体３に開けられた通水口８を通して、順次マグネシウム層４、離隔層５、活性炭層６を通ってケース本体に開けられた通水口８を通り、ポットの中を循環するものである。

本発明の浄水カートリッジではマグネシウム層４と活性炭層６の間に離隔層５が介在しているので、マグネシウム層４から活性炭層６に向かって微弱電流が流れ、この微弱電流によって水に混在している雑菌や細菌を死滅させることができるものである。また水中に存在する塩素やトリハロメタンなどの有機物質、溶解性鉛および汚濁物質が活性炭層７に吸着されるものである。また、マグネシウム層４からミネラル成分としてのマグネシウムが水中に溶出するので、衛生的なミネラル成分を含むおいしい水が生成される。

マグネシウム層４と活性炭層６とが直接接触すると、マグネシウム層４と活性炭層６との間に微弱電流が流れにくくなり、効果的に雑菌や細菌を死滅させることが困難になってしまうものである。

図２に示す浄水カートリッジは微弱電流発生層７とケース本体２およびケース蓋体３との間に通水性セパレータ１０が介在しており、マグネシウム粒状体や活性炭粒子がケース本体２やケース蓋体３に設けられた通水口からケース１の外側に流失しないように構成されているものである。

図３に示す浄水カートリッジは、微弱電流発生層７の下側にサンゴ層１１設けたものであり、このサンゴ層１１からは、カルシウムおよびマグネシウムが溶出し、更にマグネシウム層４からもマグネシウムが溶出するので、ミネラル成分が豊富で、しかも塩素、トリハロメタンのような有機物質を含まず、しかも雑菌や細菌を死滅させたおいしい水が得られるものである。

また、微弱電流発生層７は二層以上設けても良いものである。二層以上設けることによって、より雑菌や細菌を死滅させる効果は向上するものである。二層以上設ける場合、連続して二層を積層しても良いし、サンゴ層１１の上下にそれぞれ一層ずつ微弱電流発生層を設けても良いものである。

図４に示す浄水カートリッジは、微弱電流発生層７のマグネシウム層４としてマグネシウム板を使用したものである。マグネシウム板には循環式ポット型浄水器内の水を通すための通水口が設けられているものである。マグネシウム板を使用したものも、マグネシウム粒状体を使用したものとほぼ同じ効果がえられるものである。しかしながら、マグネシウム板を製造するためには、亜鉛やアルミニウムを混合しなければならず、アルミニウムが水中に溶出する可能性がごく僅かではあるが存在するため、好ましくは図１に示すように細幅の薄いマグネシウムシートがゼンマイ状に巻回された粒状体などのマグネシウム粒を使用したものが好ましい。

図５に示す浄水カートリッジは、図３の浄水カートリッジにおけるサンゴ層１１と微弱電流発生層７との位置を入れ替えたものであるが、このものも図３に示した浄水カートリッジと同様の効果を示すものである。

図６に示す浄水カートリッジは、水道用の浄水器に使用されるものであり、循環式ポット型浄水器用のものと異なり、循環パイプを通すための開口部は存在しないものである。また、水道水は、水道を使用しないときには浄水器中に水が滞留しているため、サンゴ層１１に雑菌や細菌が繁殖しやすいので、サンゴ層１１と微弱電流発生層７を、上部から順次サンゴ層１１、微弱電流発生層７と積層するのが好ましい。サンゴ層１１を上部に配置することにより、水道を使用し始めたときには、サンゴ層１１に滞留していた水は微弱電流発生層７を通って注がれるので、サンゴ層に滞留していた水に含まれる
雑菌や細菌は、微弱電流発生層７で死滅させることができるからである。

図７に示す浄水カートリッジは、図１に示す浄水カートリッジにおいて活性炭層６を
活性炭粒子とサンゴ粒子とを混合した混合層１２としたものである。この浄水カートリッジにおいても、マグネシウム層４から混合層１２中に含まれる活性炭粒子に向かって微弱電流が流れるので、浄水カートリッジを通過する水に含まれる雑菌や細菌が微弱電流により死滅させることができると共に、マグネシウム層からマグネシウムが水中に溶出するばかりでなく、混合層１２に含まれるサンゴ粒子からマグネシウムやカルシウムが水中に溶出し、更に混合層１２中の活性炭粒子にトリハロメタンなどの有機物、溶解性鉛、汚濁物質などが吸着され、ミネラル成分が豊富で衛生的なおいしい水が得られるものである。

図８に示す浄水カートリッジは、図７に示す浄水カートリッジにおいて離隔層１０をサンゴ層１１で構成したものである。この浄水カートリッジにおいても、図７に示す浄水カートリッジと同様に、マグネシウム層４から混合層１２中に含まれる活性炭粒子に向かって微弱電流が流れるので、浄水カートリッジを通過する水に含まれる雑菌や細菌が微弱電流により死滅させることができ、マグネシウム層からマグネシウムが水中に溶出するばかりでなく、離隔層であるサンゴ層１１と混合層１２中のサンゴ粒子からマグネシウムやカルシウムが水中に溶出すると共に、混合層１２中の活性炭粒子にトリハロメタンなどの有機物、溶解性鉛、汚濁物質などが吸着され、ミネラル成分が豊富で衛生的なおいしい水が得られるものである。

もちろん図１〜図６に示す浄水カートリッジにおいても、離隔層５をサンゴ粒子から
なるサンゴ層で形成することができるものであり、このように構成することで、離隔層からもマグネシウムやカルシウムが溶出させることができ、衛生的でミネラル成分が多く、有機物質や汚濁物質が含まれない、おいしい水が得られるものである。

ケース本体及びケース蓋体からなるケースに、ケース蓋体側から順次、不織布からなる通水性セパレータ、平均粒径２〜３ｍｍの純度９９．９％のマグネシウム粒子（細幅の薄いマグネシウムシートが湾曲状に形成された粒状体）からなるマグネシウム層と離隔層とゼオライト含有ヤシガラ活性炭（平均粒径１０〜３０メッシュ）からなる活性炭層とを順次積層してなる微弱電流発生層と、風化造礁サンゴ粒子（平均粒径３０〜９０メッシュ）よりなるサンゴ層、前記したのと同じ通水性セパレータを順次積層した浄水カートリッジを、カゴ部に収納した循環式ポット型浄水器を使用し、大腸菌を含む水（酸化還元電位５５０ｍＶ）１．５リットルを１０分間（約２０回転）循環して浄水した。その結果得られた浄水は、大腸菌０、酸化還元電位−２００ｍＶ、マグネシウム含有量１０ｍｇ／ｌ、カルシウム含有量１０ｍｇ／ｌのアルカリ還元水であった。

上述したように本発明の浄水カートリッジは、ケースに浄水剤が収納された浄水カートリッジであって、ケースはケース本体とケース本体に密着嵌合するケース蓋体とからなり、浄水剤はケース本体内にサンゴ層と微弱電流発生層が積層されてなり、微弱電流発生層はマグネシウム層、離隔層、活性炭層が順次積層されて形成されており、微弱電流発生層上には通水性セパレータが積層されてなるものであり、ケース本体及びケース蓋体には揚水パイプから供給された水を循環させるための通水口が複数形成されてなるものであり、水中に含まれる塩素やトリハロメタンのような有機物質、溶解性鉛、汚濁物質を吸着除去し、微弱電流により雑菌や細菌を死滅させると共に水の酸化還元電位を低下させて還元水を提供することができるばかりでなく、マグネシウムやカルシウムを溶出させ、衛生的でおいしい水を提供できるものである。

本発明の浄水カートリッジは、水道用浄水器の浄水カートリッジと使用できるばかり
でなく、浄水カートリッジに開口部を形成することにより、循環式ポット型浄水器に使用することがでるものであり、浄水器産業に広く利用されるものである。

本発明の浄水カートリッジ一例を示す説明図である。 本発明の浄水カートリッジの別の態様を示す説明図である。 本発明の浄水カートリッジであって、微弱電流発生層の下層にサンゴ層を設けたものを示す説明図である。 本発明の浄水カートリッジであって、マグネシウム層として孔空きマグネシウム板を使用したものを示す説明図である。 図３に示す浄水カートリッジの微弱電流発生層とサンゴ層の位置を入れ替えたものを示す説明図である。 本発明の浄水カートリッジの水道用の一例を示す説明図である。 本発明の浄水カートリッジであって、活性炭層を活性炭粒子とサンゴ粒子を混合した混合層で構成したものを示す説明図である。 本発明の浄水カートリッジであって、離隔層がサンゴから形成され、活性炭層が活性炭粒子とサンゴ粒子からなる混合層からなるものを示す説明図である。 循環式ポット型浄水器の一例を示す説明図である。 従来の循環式ポット型浄水器用の浄水カートリッジを示す説明図である。

符号の説明

１：ケース
２：ケース本体
３：ケース蓋体
４：マグネシウム層
５：離隔層
６：活性炭層
７：微弱電流発生層
８：通水口
９：開口部
１０：通水性セパレータ
１１：サンゴ層
１２：活性炭とサンゴからなる混合層
１００：基台部
１０１：浄水ポット
１０２：浄水ポット底部
１０３：駆動モーター
１０４：永久磁石
１０５：揚水ファン
１０６：永久磁石
１０７：水
１０８：循環パイプ
１０９：カゴ部
１１０：浄水剤
２００：ケース
２０１：ケース本体
２０２：ケース蓋体
２０３：吸水紙
２０４：浄水剤

Claims (6)

1. ケースに浄水剤が収納された浄水カートリッジであって、ケースはケース本体とケース本体に密着嵌合するケース蓋体とからなり、浄水剤はケース本体内にマグネシウム層、離隔層、活性炭層が順次積層されて形成された微弱電流発生層を有するものであり、ケース本体及びケース蓋体には供給された水をカートリッジ内に通すための通水口が複数形成されてなることを特徴とする浄水カートリッジ。
2. ケースに浄水剤が収納された浄水カートリッジであって、ケースはケース本体とケース本体に密着嵌合するケース蓋体とからなり、浄水剤はケース本体内にサンゴ層と微弱電流発生層が積層されてなり、微弱電流発生層はマグネシウム層、離隔層、活性炭層が順次積層されて形成されており、微弱電流発生層上には通水性セパレータが積層されてなるものであり、ケース本体及びケース蓋体には揚水パイプから供給された水を循環させるための通水口が複数形成されてなることを特徴とする浄水カートリッジ。
3. ケースに浄水剤が収納された浄水カートリッジであって、ケースはケース本体とケース本体に密着嵌合するケース蓋体とからなり、浄水剤はケース本体内にサンゴ層と微弱電流発生層が積層されてなり、微弱電流発生層はマグネシウム層、離隔層、活性炭層が順次積層されて形成されており、微弱電流発生層上には通水性セパレータが積層されてなるものであり、浄水カートリッジの任意箇所に揚水パイプを通すための開口部が形成され、ケース本体及びケース蓋体には揚水パイプから供給された水を循環させるための通水口が複数形成されてなることを特徴とする浄水カートリッジ。
4. 微弱電流発生層が複数層形成されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
5. 離隔層が通水性セパレータからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。
6. 離隔層がサンゴ層からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。

Images