JP2010214226A - 濾過部材およびそれを備える浄水カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命化を図ることのできる濾過部材およびそれを備える浄水カートリッジを得る。
【解決手段】多孔質の本体１１に第１流路１５および第２流路１６を設け、第１流路１５および第２流路１６のうちいずれか一方の第２流路１６と隣り合う位置に第１流路１５を配設することで、目詰まりによって吐出量が低下してしまうのを抑制し、濾過部材１０の長寿命化を図る。
【選択図】図２

Description

本発明は、濾過部材およびそれを備える浄水カートリッジに関する。

従来、濾過部材として、多数の流通路を連通させた多孔質フィルターの線状に連続して隣接する流通路を一端面において封止するとともに、残余の流通路を他端面において封止することで、流入側に開口した流通路と流出側に開口した流通路とを形成し、流入側に開口した流通路に流入した水を多孔質フィルターの基体を通過させて流出側に開口した流通路に流入させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−０８００４１号公報

しかしながら、上記従来の技術では、線状に連続して隣接する流通路を一端面において封止しており、多孔質フィルターの基体のうち、流入側に開口した流通路内の水を流出側に開口した流通路へと送ることのできる部分の割合が低いため、目詰まりによって吐出量が早期に低下してしまうおそれがあり、多孔質フィルターの長寿命化を図りがたかった。

そこで、本発明は、長寿命化を図ることのできる濾過部材およびそれを備える浄水カートリッジを得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、多孔質の本体に流路を設けて流入部と流出部とを形成した濾過部材であって、前記流路は、前記本体の流入部側が封止される第１流路と、当該本体の流出部側が封止される第２流路と、で構成されており、前記第１および第２流路のうちいずれか一方の流路と隣り合う位置に他方の流路を配設したことを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の濾過部材において、前記一方の流路と他方の流路の断面形状を略同一とするとともに、前記他方の流路を、前記流路の延在方向に直交する断面視で、他方の流路の重心が略正多角形の頂点に位置するように配設したことを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、請求項１または請求項２に記載の濾過部材において、前記一方の流路と他方の流路の断面形状が略正多角形であることを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の濾過部材において、前記本体は、流入部側および流出部側が開口した流通路が複数形成された流通路形成部と、前記流通路のうち前記第２流路となる流通路に連通する開口を有し、前記流通路形成部の流入部側に固定されて前記第１流路を形成する第１封止部材と、前記流通路のうち前記第１流路となる流通路に連通する開口を有し、前記流通路形成部の流出部側に固定されて前記第２流路を形成する第２封止部材と、を備えることを特徴とする。

請求項５の発明にあっては、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の濾過部材を有する浄水カートリッジであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、多孔質の本体に第１および第２流路を設け、第１および第２流路のうちいずれか一方の流路と隣り合う位置に他方の流路を配設することで、多孔質の本体のうち、第１流路から第２流路へと水を送ることのできる部分の割合を高めることができるようになるため、目詰まりによって吐出量が低下してしまうのを抑制することができ、濾過部材の長寿命化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、一方の流路と他方の流路の断面形状を略同一とするとともに、他方の流路を、流路の延在方向に直交する断面視で、他方の流路の重心が略正多角形の頂点に位置するように配設することで、一方の流路とそれぞれの他方の流路との間の壁部の厚さが厚くなってしまうのを抑制することができるため、壁部における圧力損失を低減させることができ、より効率的に水を吐出させることができるようになる。

請求項３の発明によれば、一方の流路と他方の流路の断面形状を略正多角形としたため、より簡素な構成で長寿命化を図ることのできる濾過部材を得ることができる。

請求項４の発明によれば、本体が、流入部側および流出部側が開口した流通路が複数形成された流通路形成部と、流通路のうち第２流路となる流通路に連通する開口を有し、流通路形成部の流入部側に固定されて第１流路を形成する第１封止部材と、流通路のうち第１流路となる流通路に連通する開口を有し、流通路形成部の流出部側に固定されて第２流路を形成する第２封止部材とを備えることで、長寿命化を図ることのできる濾過部材を容易に製造することができるようになるため、構成の簡素化を図るとともにコストの低減を図ることができる。

請求項５の発明によれば、上記作用効果を奏する濾過部材を装備した浄水カートリッジを得ることができる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる浄水カートリッジの断面図である。 図２は、本発明の第１実施形態にかかる多孔質フィルタを示す図であって、（ａ）は、多孔質フィルタを流出口側から見た図、（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は、多孔質フィルタを流入口側から見た図である。 図３は、本発明の第１実施形態にかかる多孔質フィルタの流路の配置を示す図である。 図４は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる多孔質フィルタの流路の配置を示す図である。 図５は、本発明の第１実施形態の第２から第４変形例にかかる多孔質フィルタの流路の断面形状を示す図である。 図６は、本発明の第２実施形態にかかる多孔質フィルタの断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）図１〜５は、本発明の第１実施形態を示しており、図１は、浄水カートリッジの断面図、図２は、多孔質フィルタを示す図であって、（ａ）は、多孔質フィルタを流出口側から見た図、（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は、多孔質フィルタを流入口側から見た図、図３は、多孔質フィルタの流路の配置を示す図、図４は、本実施形態の第１変形例にかかる多孔質フィルタの流路の配置を示す図、図５は、本実施形態の第２から第４変形例にかかる多孔質フィルタの流路の断面形状を示す図である。

図１に示すように、本実施形態にかかる浄水カートリッジ１は、一端部（図１中下端部）に原水の流入口２と他端部（図１中上端部）に浄水の流出口３とを有するカートリッジケース４と、このカートリッジケース４の内部の流入口２と流出口３との間に設けられた浄化材収納部５と、この浄化材収納部５の内部に収納される浄化材９と、カートリッジケース４内の浄化材収納部５の下流側に設けられた濾過部材収納部６と、この濾過部材収納部６の内部に収納される濾過部材１０と、を備えており、流入口２からカートリッジケース４内に流入した原水が浄化材収納部５内の浄化材９および濾過部材収納部６内の濾過部材１０を通過して濾過され、濾過された浄水が流出口３から流出されるようになっている。

カートリッジケース４は、上述した浄化材収納部５が設けられるロワーケース４１と、濾過部材収納部６が設けられるアッパーケース４２とを備えており、ロワーケース４１とアッパーケース４２とを結合することで形成されている。

ロワーケース４１は、下端が底壁（カートリッジケースの底壁）４１ａによって閉塞された有底円筒状に形成されており、その底壁４１ａの中央部に上述の流入口２が形成されている。また、アッパーケース４２は、上端が天壁４２ａによって閉塞される円筒状に形成されており、その天壁４２ａの中央部に上述の流出口３が形成されている。そして、ロワーケース４１の側壁４１ｂの上端部には、拡径部４１ｃが形成されており、この拡径部４１ｃの下端内周側には段部４１ｄが形成されている。さらに、拡径部４１ｃの外周にはリブ４１ｅが突設されている。また、アッパーケース４２の側壁４１ｂの下端には内径がロワーケース４１の拡径部４１ｃの外径とほぼ同一となる拡径部４２ｃが形成されている。そして、アッパーケース４２の拡径部４２ｃをロワーケース４１の拡径部４１ｃに嵌め込むとともに、アッパーケース４２の拡径部４２ｃの先端をリブ４１ｅに突き当てた状態で、拡径部４２ｃの内周に拡径部４１ｃの外周を超音波溶着等により接合することで、ロワーケース４１とアッパーケース４２とを液密構造をもって固定している。

また、ロワーケース４１の拡径部４１ｃの下端内周側に形成した段部４１ｄには、浄化材収納部５と濾過部材収納部６とを仕切る中間板７が設けられている。本実施形態では、中間板７は、外径が、ロワーケース４１の拡径部４１ｃの内径とほぼ同一となっており、ロワーケース４１の拡径部４１ｃに嵌め込んで超音波溶着等により接合している。なお、ロワーケース４１の上端部とアッパーケース４２の下端部とで中間板７を挟持するようにしてもよい。さらに、中間板７と濾過部材１０との間に不織布を配設し、浄化材９を通過して吐出される水がこの不織布によって整流されるようにしてもよい。

また、中間板７の中央部には略円環状の開口が形成されており、当該開口には、浄化材９の通過は阻止するが水の通過を許容する多孔質膜が設けられている。そして、濾過部材１０の本体１１の側壁１１ａの外周部には、環状溝１１ｂが形成されており、この環状溝１１ｂに嵌合したシールリング８によって、濾過部材１０とアッパーケース４２との液密性が確保されている。

また、本実施形態では、浄化材９として活性炭やセラミックを用いている。そして、浄化材収納部５の下端は、メッシュ５１によって閉塞されており、浄化材９が流入口２からこぼれ落ちてしまうのを抑制している。

濾過部材１０は、例えばセラミックス等の焼成により略円筒状に形成された多孔質体の本体１１を有している。この本体１１には、複数の流路１４が設けられており、本体１１の軸Ｃ方向一端側には流入部１２が形成されるとともに、他端側には流出部１３が形成されている。

複数の流路１４は、本体１１の流入部１２側が封止されるとともに本体１１の流出部１３側が開口する流出側流路（第１流路）１５と、当該本体１１の流出部１３側が封止されるとともに本体１１の流入部１２側が開口する流入側流路（第２流路）１６と、で構成されている。

本実施形態では、両端が開口する流通路を複数設けた本体１１を焼成により形成した後に、流通路のうち流出側流路１５を形成する流通路の流入部１２側端部および流通路のうち流入側流路１６を形成する流通路の流出部１３側端部をウレタン樹脂で固めることにより封止部１７を形成している。なお、両端が開口する流通路を複数設けた本体１１の焼成前に、流通路のうち流出側流路１５を形成する流通路の流入部１２側端部および流通路のうち流入側流路１６を形成する流通路の流出部１３側端部に、例えばアルミナやシリカなどを主原料とした目詰め剤を詰めた状態で焼成することにより封止してもよいし、略円筒状の本体１１の軸Ｃ方向一端側（流入部１２側）から他端側の途中まで穿設して流入側流路１６を形成するとともに、軸Ｃ方向他端側（流出部１３側）から一端側の途中まで穿設して流出側流路１５を形成し、焼成することによって本体１１に流入部１２側および流出部１３側の封止部１７を形成するようにしてもよい。

また、本実施形態では、流出側流路１５および流入側流路１６の軸Ｃ方向（流路１４の延在方向）に直交する断面形状が、ほぼ同径の円形となるようにしている。

さらに、流出側流路１５および流入側流路１６のうちいずれか一方の流路である流入側流路１６と隣り合う位置に他方の流路である流出側流路１５を配設している。

具体的には、１つの流入側流路１６の周囲に、６つの流出側流路１５を当該流入側流路１６を囲うように配設するとともに、複数の流入側流路１６を離散配置している。本実施形態では、流入側流路１６のうちの任意の１つの流入側流路１６から、その他の流入側流路１６までの距離のうち最短の距離Ｄ１が、当該１つの流入側流路１６から当該１つの流入側流路１６を囲う複数の流出側流路１５までの距離のうち最長の距離（本実施形態では、流出側流路１５のそれぞれと流入側流路１６との間の壁部１８の厚さ）Ｄ２よりも長くなるように、複数の流入側流路１６を離散配置している。

また、本実施形態では、１つの流入側流路１６から各流出側流路１５までの距離がほぼ同一となるように流出側流路１５および流入側流路１６を設けている。

具体的には、流出側流路１５を、軸Ｃ方向（流路１４の延在方向）に直交する断面視で、流出側流路１５の中心（重心）１５ａが略正六角形（略正多角形）の頂点に位置するように配設するとともに、流出側流路１５の中心（重心）１５ａを結んで形成される正六角形の重心部分に流入側流路１６の中心１６ａが配置されるようにしている。

なお、本実施形態では、流出側流路１５の中心（重心）１５ａが略正六角形（略正多角形）の頂点に位置するように配設しているが、図４に示すように、流入側流路１６の周囲に８個の流出側流路１５を配設して、流出側流路１５が正方形の頂点に位置するようにしてもよい。

また、本実施形態では、流出側流路１５および流入側流路１６の断面形状をほぼ同径の円形としているが、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、流出側流路および流入側流路の断面形状を、略正三角形の流出側流路１５Ａおよび流入側流路１６Ａとし、流出側流路１５Ａの重心が略正三角形（略正多角形）の頂点に位置するように配設したり、略正方形の流出側流路１５Ｂおよび流入側流路１６Ｂとし、流出側流路１５Ｂの重心が略正方形（略正多角形）の頂点に位置するように配設したりしてもよいし、略正六角形の流出側流路１５Ｃおよび流入側流路１６Ｃとし、流出側流路１５Ｃの重心が略正六角形（略正多角形）の頂点に位置するように配設することも可能である。このとき、流出側流路の辺と流入側流路の辺とを対向させるとともに、流出側流路のそれぞれと流入側流路との間の壁部の厚さがほぼ同一となるように配設するのが好適である。

このように構成された濾過部材１０の本体１１の流入部１２側から水を流入側流路１６内に流入させると、図１に示すように、流入側流路１６内の水は当該流入側流路１６と流出側流路１５との間の壁部１８を透過することで濾過され、流出側流路１５内に送られる。そして、流出側流路１５内の水が本体１１の流出部１３から流出して流出口３から流出される。

以上の本実施形態によれば、多孔質の本体１１に流出側流路（第１流路）１５および流入側流路（第２流路）１６を設け、流出側流路１５および流入側流路１６のうちいずれか一方の流入側流路１６と隣り合う位置に流出側流路１５を配設することで、多孔質の本体１１のうち第１流路から第２流路へと水を送ることのできる壁部１８の割合を高めることができるようになるため、目詰まりによって吐出量が低下してしまうのを抑制することができ、濾過部材１０の長寿命化を図ることができる。

また、流入側流路（一方の流路）１６と流出側流路（他方の流路）１５の断面形状を略同一の円形とするとともに、流出側流路（他方の流路）１５を、軸Ｃ方向（流路１４の延在方向）に直交する断面視で、流出側流路１５の中心（重心）１５ａが略正六角形や略正方形（略正多角形）の頂点に位置するように配設することで、流入側流路（一方の流路）１６と当該流入側流路（一方の流路）１６を囲うそれぞれの流出側流路（他方の流路）１５との間の壁部１８の厚さが厚くなってしまうのを抑制することができるため、壁部における圧力損失を低減させることができ、より効率的に水を吐出させることができるようになる。また、略正多角形の頂点に位置させることで、流出側流路１５および流入側流路１６を規則性をもって配設することが可能となるため、壁部１８の厚さが極端に薄くなってしまう部位が形成されるのを抑制することもでき、本体１１の強度が低下してしまうのを抑制することができる。また、流路１４の構成を簡素化できるため、本体１１を容易に製造することができるようになるという利点もある。

なお、本実施形態の第２から第４変形例のように、流出側流路および流入側流路の形状を略多角形状とし、規則性をもって配置させるようにしても、上記とほぼ同様の作用効果を奏することができる。また、流出側流路のそれぞれと流入側流路との間の壁部の厚さの調整が容易になり、本体の強度が低下してしまうのを抑制しつつ、壁部における圧力損失を低減させることができるようになる。

また、壁部の厚さをより均等にさせることで、流入側流路の周方向における圧力損失の差を低減させることができるため、流入側流路から流出側流路への水の移動が所定の箇所に偏ってしまうのを抑制することができ、濾過部材のさらなる長寿命化を図ることができるようになる。すなわち、図５に示すように、流路の断面形状を略正多角形とすれば、より簡素な構成で長寿命化を図ることのできる濾過部材１０を得ることができる。

また、本実施形態によれば、上記作用効果を奏する濾過部材１０を装備した浄水カートリッジ１を得ることができる。

（第２実施形態）図６は、本発明の第２実施形態を示しており、図６は、多孔質フィルタの断面図である。

図６に示すように、本実施形態にかかる濾過部材２０は、基本的に上記第１実施形態の濾過部材１０と同様の構成をしており、略円筒状に形成された多孔質体の本体２１を有している。この本体２１の軸Ｃ方向一端側には流入部２３が形成されるとともに、他端側には流出部２４が形成されている。

そして、本体２１には、本体２１の流入部２３側が封止されるとともに本体２１の流出部２４側が開口する流出側流路（第１流路）２８と、当該本体２１の流出部２４側が封止されるとともに本体２１の流入部２３側が開口する流入側流路（第２流路）２９と、が形成されている。

この流出側流路（第１流路）２８および流入側流路（第２流路）２９は、断面形状が円形をしており、上記第１実施形態と同様に、流出側流路２８および流入側流路２９のうちいずれか一方の流路である流入側流路２９と隣り合う位置に他方の流路である流出側流路２８を配設するとともに、流出側流路（他方の流路）２８を、断面視で、流出側流路２８の中心（重心）が略正六角形（略正多角形）の頂点に位置するように配設している。

なお、本実施形態にかかる流出側流路（第１流路）２８および流入側流路（第２流路）２９の断面形状や配置の仕方を、上記第１実施形態の変形例と同様とすることも可能である。

ここで、本実施形態が上記第１実施形態と主に異なる点は、本体２１が、流入部２３側および流出部２４側が開口した流通路２５が複数形成された流通路形成部２２と、流通路２５のうち第２流路２９となる流通路２５に連通する開口２６ａを有し、流通路形成部２２の流入部２３側に固定されて第１流路２８を形成する第１封止板（第１封止部材）２６と、流通路２５のうち第１流路２８となる流通路２５に連通する開口２７ａを有し、流通路形成部２２の流出部２４側に固定されて第２流路２９を形成する第２封止板（第２封止部材）２７と、を備えていることにある。

本実施形態では、流通路形成部２２は略円筒状をしており、当該流通路形成部２２には、軸Ｃ方向両端部を連通させた流通路２５が軸Ｃ方向に沿って複数設けられている。また、流通路形成部２２の側壁２２ａの外周部には、シールリングを嵌合させる環状溝２２ｂが形成されている。

そして、流通路形成部２２の軸Ｃ方向一端側（流出部２４側）に、開口２６ａが第１流路２８となる流通路２５の開口に連通するように略円板状の第１封止板（第１封止部材）２６を貼着（固定）させ、流通路形成部２２の軸Ｃ方向他端側（流入部２３側）に、開口２７ａが第２流路２９となる流通路２５の開口に連通するように略円板状の第２封止板（第２封止部材）２７を貼着（固定）させることで、流出部２４側が封止されるとともに流入部２３側が開口する流入側流路２９と、流入部２３側が封止されるとともに流出部２４側が開口する流出側流路２８とが設けられた本体２１を形成している。

なお、第１封止板２６の第２流路２９となる流通路２５の開口と対応する部位に当該開口に嵌合する突起を設けるとともに、第２封止板２７の第１流路２８となる流通路２５の開口と対応する部位に当該開口に嵌合する突起を設け、第１封止板２６および第２封止板２７の突起を流通路２５の開口に嵌合させることで第１封止板２６および第２封止板２７を流通路形成部２２に固定させるようにしてもよい。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、本体２１が、流入部２３側および流出部２４側が開口した流通路２５が複数形成された流通路形成部２２と、流通路２５のうち第２流路２９となる流通路２５に連通する開口２６ａを有し、流通路形成部２２の流入部２３側に固定されて第１流路２８を形成する第１封止板（第１封止部材）２６と、流通路２５のうち第１流路２８となる流通路２５に連通する開口２７ａを有し、流通路形成部２２の流出部２４側に固定されて第２流路２９を形成する第２封止板（第２封止部材）２７とを備えることで、長寿命化を図ることのできる濾過部材２０を容易に製造することができるようになるため、構成の簡素化を図るとともにコストの低減を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、浄水カートリッジを円筒形以外の形状としてもよい。また、濾過部材収納部や、浄化材収納部、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。

また、上記実施形態では、濾過部材以外に浄化材を設けたものを例示したが、浄化材を設けなくてもよい。また、浄化材は活性炭やセラミック以外にも、水を濾過または浄化できる材料を用いてあればよい。

さらに、上記実施形態では、流入側流路を一方の流路としたが、流出側流路を一方の流路としてもよい。

１ 浄水カートリッジ
２ 流入口
３ 流出口
６ 濾過部材収納部
１０ 濾過部材
１１ 本体
１２ 流入部
１３ 流出部
１４ 流路
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 流出側水路（第１流路）
１５ａ 中心（重心）
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 流入側水路（第２流路）
１６ａ 中心（重心）
１７ 封止部
１８ 壁部
２０ 濾過部材
２１ 本体
２２ 流通路形成部
２３ 流入部
２４ 流出部
２５ 流通路
２６ 第１封止板
２６ａ 開口
２７ 第２封止板
２７ａ 開口
２８ 流出側水路（第１流路）
２９ 流入側水路（第２流路）
Ｃ 軸

Claims (5)

1. 多孔質の本体に流路を設けて流入部と流出部とを形成した濾過部材であって、
   前記流路は、前記本体の流入部側が封止される第１流路と、当該本体の流出部側が封止される第２流路と、で構成されており、
   前記第１および第２流路のうちいずれか一方の流路と隣り合う位置に他方の流路を配設したことを特徴とする濾過部材。
2. 前記一方の流路と他方の流路の断面形状を略同一とするとともに、
   前記他方の流路を、前記一方の流路の延在方向に直交する断面視で、他方の流路の重心が略正多角形の頂点に位置するように配設したことを特徴とする請求項１に記載の濾過部材。
3. 前記一方の流路と他方の流路の断面形状が略正多角形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の濾過部材。
4. 前記本体は、流入部側および流出部側が開口した流通路が複数形成された流通路形成部と、前記流通路のうち前記第２流路となる流通路に連通する開口を有し、前記流通路形成部の流入部側に固定されて前記第１流路を形成する第１封止部材と、前記流通路のうち前記第１流路となる流通路に連通する開口を有し、前記流通路形成部の流出部側に固定されて前記第２流路を形成する第２封止部材と、を備えることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の濾過部材。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の濾過部材を有することを特徴とする浄水カートリッジ。

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