JP2013150959A

JP2013150959A - 浄水器

Info

Publication number: JP2013150959A
Application number: JP2012013550A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Ishikawa; 隆久石川; Kimiya Toyama; 公也外山; Kazuhiro Sato; 一博佐藤; Yasuhito Nakajima; 泰仁中島
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2013-08-08

Abstract

【課題】濾過の際に十分な通水流量を確保しつつ中空糸膜フィルタの支持部が水圧の作用で破損するのを防ぐことのできる浄水器を提供する。
【解決手段】浄水器内部に第１の中空糸膜フィルタ８０と第２の中空糸膜フィルタ８２を、中空糸膜フィルタ８０を通過した原水だけが中空糸膜フィルタ８２を通過する状態に原水の流れに沿って直列に接続して配置しておくとともに、流れの下流側に位置する中空糸膜フィルタ８２の支持部９２における流路横断面の面積Ｓ_２を、流れの上流側に位置する中空糸膜フィルタ８０の支持部８５における流路横断面の面積Ｓ_１よりも大きくしておく。
【選択図】図１

Description

この発明は原水（水道水）を浄化し、浄水として流出させる浄水器に関し、特に中空糸膜フィルタを用いて原水を浄化する浄水器に関する。

水道水中には赤錆等各種の粒子状の夾雑物その他の濁りのもととなる成分や残留塩素，農薬，鉛その他有害成分が含まれていることがある。
また水道水中の塩素と有機物質との反応によって生成するトリハロメタンが含まれていることもある。

そこで従来、水道水から成る原水を浄水器に通して浄化した上で使用することが広く一般に行われている。

従来において、かかる浄水器には濾過材として中空糸膜フィルタを用いたものが多く、通常は活性炭と併用して用いられている。
中空糸膜には微細な孔が無数に形成されており、原水はこれら孔を透過して膜の外から内側へと通過して流れ、その際に原水中に含まれる濁り成分が濾過されて原水から除去される。

中空糸膜フィルタを用いた浄水器において、かかる中空糸膜フィルタを浄水器の内部で原水の流れに沿って上流側と下流側とに２段に直列配置したものが従来公知である。
例えば下記特許文献１にこの種の浄水器が開示されている。
この特許文献１に開示の浄水器では、第１の中空糸膜フィルタと第２の中空糸膜フィルタとを、間に活性炭の層を挟んで直列に配置し、原水入口から流入した原水を先ず第１の中空糸膜フィルタに通し、そしてこの第１の中空糸膜フィルタを通過した原水だけを、中間の活性炭の層を経て第２の中空糸膜フィルタに通し、浄化するようにしている。

ところで、本発明者が中空糸膜フィルタを用いた浄水器について研究を進める中で、中空糸膜フィルタにおける中空糸支持部（以下単に支持部とすることがある）が水圧の作用で破損する問題を有することが判明した。

中空糸膜フィルタは、内側が空洞のストロー状の多数の中空糸膜の端部を束ねた状態に固結材で固結して中空糸支持部となしており、通常その支持部の固結材としてポリウレタンなどの樹脂が用いられている。
このような中空糸膜フィルタにて原水を濾過作用する際、その支持部には水圧が作用する。
その際に、水圧が大きかったり或いは支持部の流路横断面の面積、つまり水圧を受ける面積が大きかったりすると、支持部に強い力（水圧×面積で表される強い力）が働いて支持部が破損（固結材が破損）する場合があることが判明した。

この点、特許文献１に開示の浄水器の場合、上流側の第１の中空糸膜フィルタの支持部に対して、下流側の第２の中空糸膜フィルタの支持部よりも大きな水圧が作用し、しかも第１の中空糸膜フィルタの支持部は第２の中空糸膜フィルタの支持部よりも流路横断面の面積が大きいため、第１の中空糸膜フィルタの支持部が水圧の作用で破損する恐れがある。

特に上流側の第１の中空糸膜フィルタとして目の細かい中空糸膜を用いたときにこうしたことが起り易い。
目の細かい中空糸膜、つまり膜の孔径が小さい中空糸膜では通水抵抗が大きくなり、その分、より大きな水圧が中空糸膜フィルタ、具体的には支持部に加わることになるからである。

現に本発明者らが従来の浄水器では用いられていないような目の細かい中空糸膜フィルタを１段の単独で浄水器に組み込んで試験をしたところ、支持部で割れを生じた。
より詳しくは、従来の浄水器では膜の孔径が原水から０．１μｍまでの粒子（０．１μｍ以上の大きさの粒子）を除去可能な中空糸膜が用いられているが、これに代えて１桁小さい０．０１μｍまでの粒子（０．０１μｍ以上の粒子）を除去可能な中空糸膜を用いたところ、支持部での割れを生じてしまった。
この場合、その対策として支持部の厚みを厚くし、耐圧強度を大きくすることが考えられる。
しかしながら支持部の厚みを厚くすると、その分、中空糸膜の露出面積即ち濾過面積が小さくなって、濾過能力が低下してしまう。このようなことは望ましくない。

尚、本発明に対する他の先行技術として下記特許文献２，特許文献３に開示されたものがある。
これら特許文献２及び３には、中空糸膜フィルタを中空糸膜の長手方向に複数段に物理的に接続した点が開示されているが、これら特許文献２，特許文献３に開示のものにおいて、複数段に接続された中空糸膜フィルタは、浄水器内部の原水の流れに対して互いに並列の関係にあり、本発明とは別異のものである。

実開平５−７６５９３号公報特開昭６０−２０６４０５号公報特開平９−８８９号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、濾過の際に十分な通水流量を確保しつつ中空糸膜フィルタの支持部が水圧の作用で破損するのを防ぐことのできる浄水器を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、原水入口と浄水出口とを備えた容器内に、中空糸膜の端部を束ねた状態に固結材で固結して中空糸支持部となした中空糸膜フィルタを収容し、該原水入口から流入した原水を該中空糸膜フィルタに通して浄化し、浄水を前記浄水出口から流出させる浄水器において、前記中空糸膜フィルタを原水の流れの上流側と下流側とに配置して、上流側の中空糸膜フィルタを通過した原水だけが下流側の中空糸膜フィルタを通過する状態に、それら中空糸膜フィルタを直列に接続するとともに、前記上流側と下流側とに、前記中空糸支持部における流路横断面の面積の異なった中空糸膜フィルタを、該面積の大きい中空糸膜フィルタが、該面積の小さい中空糸膜フィルタの下流側に位置するように配置してあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記面積の大きい下流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜よりも、前記面積の小さな上流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の長さが長くしてあることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記面積の大きな下流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の孔径が、前記面積の小さな上流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の孔径よりも小さいことを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、原水の流れの下流側に中空糸支持部における流路横断面の面積の大きい中空糸膜フィルタを、流れの上流側に中空糸支持部における流路横断面の面積の小さい中空糸膜フィルタを配置してそれらを直列に接続状態としたものである。
ここで流路横断面の面積とは、流路を直交する方向に横切る面への投影面積を意味する。

以上のようにして原水の流れの上流側と下流側とに中空糸膜フィルタを直列に接続状態で配置した場合、上流側の中空糸膜フィルタの支持部により大きな水圧が加わり、そして上流側の中空糸膜フィルタを通過することで圧損により圧力減少した水圧が下流側の中空糸膜フィルタの支持部に加わる。

この場合、上流側の中空糸膜フィルタの支持部の面積Ｓ_１が、下流側の中空糸膜フィルタの支持部の面積Ｓ_２に対して同等以上の大きな面積であると、上流側の中空糸膜フィルタの支持部が拡い面積に亘って大きな水圧を受けることとなり、上流側の中空糸膜フィルタの支持部全体に加わる力が強くなって、同支持部が破損する恐れが生ずる。

しかるに本発明では下流側の中空糸膜フィルタの支持部の面積Ｓ_２が大きく、上流側の中空糸膜フィルタの支持部の面積Ｓ_１が小さくされているため、上流側の中空糸膜フィルタの支持部に対して水圧により加わる力を小さく抑制でき、上流側の中空糸膜フィルタの支持部の破損を有効に防ぐことができる。

一方、下流側の中空糸膜フィルタの支持部の面積Ｓ_２は大きいが、この下流側の中空糸膜フィルタに加わる水圧は、上流側の中空糸膜フィルタに加わる水圧が減圧した後の小さい圧力となるため、下流側の中空糸膜フィルタの支持部が水圧による力で破損するのを防ぐことができる。

そして下流側の中空糸膜フィルタでは、支持部に加わる水圧が小さくなっても、支持部の面積Ｓ_２が大きくしてあるために、その支持部にて上流側の中空糸膜フィルタよりも多くの本数の中空糸膜を保持することができる。
従って加わる圧力が減圧された小さな圧力であっても、下流側の中空糸膜フィルタを原水が通過する際の通水流量を十分に確保することが可能となる。

尚本発明において、下流側の中空糸膜フィルタの支持部の面積Ｓ_２と上流側の中空糸膜フィルタの支持部の面積Ｓ_１との比率Ｓ_２／Ｓ_１は１．１以上としておくことが望ましく、更に好適には１．５以上としておくことが望ましい。

本発明では、支持部の面積の小さい上流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の長さＬ_１を、支持部の面積の大きい下流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の長さＬ_２よりも長くしておくことができる（請求項２）。
このようにしておけば、上流側の中空糸膜フィルタにおける支持部の面積Ｓ_１が、下流側の中空糸膜フィルタにおける支持部の面積Ｓ_２に比較して小さくても、上流側の中空糸膜フィルタにおける支持部単位面積当りの膜面積、即ち通水流量（濾過流量）を多くすることができ、上流側の中空糸膜フィルタと下流側の中空糸膜フィルタとで通水流量をバランス（均等化）させ易い。

本発明では、下流側の中空糸膜フィルタにおける中空糸膜を、上流側の中空糸膜フィルタにおける中空糸膜よりも目の細かいもの、即ち中空糸膜の孔径が小さく、より小さな粒子までも濾過により除去できるものとなしておくことができる（請求項３）。

例えば、上流側の中空糸膜フィルタでは０．１μｍまでの粒径の粒子を濾過により除去できるものを用い、また下流側の中空糸膜フィルタでは０．０１μｍまでの微細な粒子までも濾過により除去可能なものを用いるようにすることができる。
０．０１μｍまでの微細な粒子までも除去できるような目の細かな中空糸膜を用いた中空糸膜フィルタでは、原水に対する浄化能力が高いが、一方でこのような中空糸膜フィルタを浄水器内の上流側の、未だ減圧されていない水圧が直接加わるような用い方をすると、その大きな水圧によって支持部が破損を起してしまい易い。

しかるにこのような目の細かな中空糸膜フィルタを下流側に配置し、またこれよりも目の粗い中空糸膜フィルタを上流側に配置しておき、そして下流側の中空糸膜フィルタの支持部の面積Ｓ_２を大きく、また上流側の中空糸膜フィルタの支持部の面積Ｓ_１を小さくしておけば、上流側の中空糸膜フィルタ，下流側の中空糸膜フィルタそれぞれにおいて、支持部を破損せしめることなく原水中の粒子を濾過し除去することができる。

また上流側の中空糸膜フィルタと下流側の中空糸膜フィルタとで、原水中の粒子を大きいものから小さいものに順に濾過し除去できるために濾過の効率が高く、また目の細かな中空糸膜フィルタ単独で原水に対する濾過を行う場合と異なって、目の細かな下流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜が粗い粒子までも濾過してしまうことによって早期に目詰まりを起してしまうのを防止でき、目詰まり耐久性を高めることができる。

また下流側の目の細かな中空糸膜フィルタでは、原水が中空糸膜を外側から内側に通過する際の通水抵抗が大きくなるが、上記のように下流側の中空糸膜フィルタでは支持部の面積Ｓ_２が大きく、その支持部に多くの本数の中空糸膜を固定し保持しておくことができるため、下流側の中空糸膜フィルタにおける通水流量を上流側の中空糸膜フィルタにおける通水流量と合せ易い。

更に請求項３に従って下流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の目を、上流側のそれに比べて細かくした場合において、請求項２に従い下流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の長さを短くすることで、中空糸膜の内側の空洞部を水が流通して支持部側の開口から出て行くまでの中空糸内部での流れの抵抗を小さくできることによって、目の細かな中空糸膜を用いた下流側の中空糸膜フィルタにおいても通水流量を多く確保し易い。

尚請求項３では、相対的に目の粗い上流側の中空糸膜フィルタにおける中空糸膜の孔径を、少なくとも原水中の粒径０．１μｍの粒子を下限としてそれ以上の粒径の粒子を除去可能なものとしておき、また相対的に目の細かい下流側の中空糸膜フィルタにおける中空糸膜の孔径を、少なくとも原水中の粒径０．０１μｍの粒子を下限としてそれ以上の粒径の粒子を除去可能なものとしておくことが望ましい。

尚本発明では、上記上流側の中空糸膜フィルタ，下流側の中空糸膜フィルタを含んで３つ以上の中空糸膜フィルタを直列に配置し接続しておくことができる。
この場合において、中空糸膜フィルタの支持部の面積を下流側ほど大きくしておくことができる。
また上流側になるほど中空糸膜の長さを長くしておくことができる。
更にまた、下流側ほど中空糸膜の孔径即ち目を細かくしておくことができる。

本発明の一実施形態である浄水器の内部構造を示した断面図である。同実施形態における第１及び第２の中空糸膜モジュールを示した図である。本発明の他の実施形態の要部の構成を模式的に示した図である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は軸方向両端が閉鎖された形の円筒状の容器（ここでは樹脂製）で、この容器１０は、軸方向の一端側に底部１２を、他端側に開口を有する容器本体１４と、開口を閉鎖する状態に容器本体１４に軸方向に組み付けられた蓋体１６とに軸方向に分割されている。

蓋体１６は、円形且つ板状をなす閉鎖部１８と、円筒部２０とを一体に有しており、その円筒部２０の内周面の雌ねじ部２２において、容器本体１４の外周面の雄ねじ部２４にねじ結合されている。
尚容器本体１４と蓋体１６との間は、環状のシール部材によって水密にシールされている。

この蓋体１６の閉鎖部１８には、その中心から偏心した位置に円筒状の原水入口２６が、また中心部に同じく円筒状の浄水出口２８がそれぞれ一体に設けられている。
ここで原水入口２６，浄水出口２８は、それぞれ閉鎖部１８から図中上向きに起立する状態で設けられている。

容器１０内の中央部には、後述する第１の中空糸膜フィルタ８０を内部に収容する円筒状のフィルタケース（第１のフィルタケース）３０と、後述の第２の中空糸膜フィルタ８２を収容する円筒状のフィルタケース（第２のフィルタケース）３２とが同軸状に配置されており、それらが円筒状をなすジョイント部材３４にて連結されている。
ここでフィルタケース３０，３２及びジョイント部材３４は、何れも非透水性の樹脂にて構成されている。
そしてこれらフィルタケース３０，３２及びジョイント部材３４によって、容器１０内空間が外周側部分と中央部とに区画されている。

容器１０内空間の外周側の筒状の収容空間３６には、粒状の活性炭３８が容器本体１４のほぼ全高に亘って充填されている。
ここで活性炭３８の層は、軸方向の一端（図中下端）が仕切板としての非透水性の下プレート（ここでは樹脂製）４０にて規定され、また他端（図中上端）が活性炭押えをなす不織布４２にて規定されている。

この実施形態では、活性炭として粒子径（平均粒径）が０．１〜１．０ｍｍのものを好適に用いることができる。
粒子径が０．１ｍｍ未満の小さなものであると、粒子径が小さ過ぎて活性炭３８の充填率が高くなり過ぎてしまい、通水時の圧力抵抗が高くなって水が流れ難くなる。
一方粒子径が１．０ｍｍ超であると、粒子径が大き過ぎて活性炭全体の表面積が小となり、吸着の効率が低下してしまう。

容器本体１４の底部１２には、リブ４４が起立状態に設けられており、下プレート４０は、このリブ４４にて下側から支持されている。
下プレート４０はその状態で下側、つまり底部１２との間に通水空間４６を形成している。
下プレート４０は、フィルタケース３０の外周側に貫通の開口４８を有し、この開口４８において、通水空間４６と上記の収容空間３６とを連通させている。
下プレート４０は更に、フィルタケース３０の内側且つ中央部に貫通の開口５０を有しており、この開口５０において、通水空間４６とフィルタケース３０の内側に形成された第１の濾過室５２とを連通させている。

下プレート４０の図中上面側には、円形の環状をなす突出部５４が設けられており、この突出部５４に対して、フィルタケース３０の開口形状をなす図中下端が外嵌せしめられている。
そしてそのことによってフィルタケース３０が、下プレート４０により下側から支持された状態で、その下端が下プレート４０に対して、即ち容器１０に対して径方向に位置決めされ固定されている。

上記蓋体１６側には、押えとしての円形で非透水性の上プレート（ここでは樹脂製）５６が配置されている。
この実施形態では、蓋体１６を容器本体１４に対して下向きにねじ込んで行くと、その力が蓋体１６の押圧部５８から上プレート５６に伝わって、上プレート５６により活性炭押えとして働く不織布４２が図中下向きに押圧される。

上プレート５６には貫通の開口６０が設けられている。
原水入口２６から流入した原水は、この上プレート５６の開口６０を通過して活性炭３８の層へと流入する。

上プレート５６の更に図中下側には、非透水性で樹脂製の上キャップ６２が配置されている。
上キャップ６２は、閉鎖部７０の中心部から起立する円筒状の雄嵌合部６４を有しており、この雄嵌合部６４が、浄水出口２８の下側において蓋体１６の閉鎖部１８から立ち下る円筒状の雌嵌合部６６内に嵌入せしめられている。

上キャップ６２は、外周部に円筒状の嵌合部６８を有しており、この嵌合部６８が、開口形状をなすフィルタケース３２の上端部に外嵌状態に嵌合している。
そしてその嵌合によって、フィルタケース３２の上端部が、上キャップ６２を介し容器１０に対し径方向に位置決めされ固定されている。
ここでフィルタケース３２は、その内側に第２の濾過室７８を形成している。
尚、上キャップ６２の嵌合部６８とフィルタケース３２の上端部との間は環状のシール部材によって水密にシールされている。
また上キャップ６２の閉鎖部７０の図中下面と、後述の第２の中空糸膜フィルタ８２の上端面との間には、浄水出口２８に連通した通水空間７２が形成されている。

上記の円筒状のジョイント部材３４は、上向きに起立する円筒状の雄嵌合部７４と、下向きに立ち下る円筒状の雌嵌合部７６とを有しており、その雄嵌合部７４において、開口形状をなすフィルタケース３２の下端部に対して内嵌状態に嵌合し、また雌嵌合部７６において、開口形状をなすフィルタケース３０の上端部に外嵌状態に嵌合している。

雄嵌合部７４とフィルタケース３２の下端部との間は環状のシール部材にて水密にシールされ、また雌嵌合部７６とフィルタケース３０との上端部との間も、環状のシール部材にて水密にシールされている。
これによってフィルタケース３０の上端部とフィルタケース３２との下端部とが、ジョイント部材３４にて水密に連結されている。
尚、下流側のフィルタケース３２は、上流側のフィルタケース３０に対して内径及び外径ともに大径とされている。

図２にも示しているように、フィルタケース３０の内側には第１の中空糸膜フィルタ（上流側の中空糸膜フィルタ）８０が収容されており、またフィルタケース３２の内側には第２の中空糸膜フィルタ（下流側の中空糸膜フィルタ）８２が収容されている。
即ち浄水器の内部において、原水の流れの上流側に第１の中空糸膜フィルタ８０が、下流側に第２の中空糸膜フィルタ８２が配置されており、第１の中空糸膜フィルタ８０を通過した原水だけが第２の中空糸膜フィルタ８２を通過する状態に、それら２つの中空糸膜フィルタ８０，８２が直列に接続されている。

ここで中空糸膜フィルタ８０，８２では、それぞれ内側が空洞のストロー状をなす多数の中空糸膜８４，８８をＵ字状に曲げて、各端部を束ねた状態に固結材８６，９０にて固結し中空糸支持部８５，９２となしてあり、それら支持部８５，９２においてフィルタケース３０，３２の開口形状をなす上端部の内周面に水密に結合されている。
詳しくは、各支持部８５，９２における固結材８６，９０にてフィルタケース３０，３２の内周面に水密に結合されている。
ここでは固結材８６，９０としてポリウレタン樹脂が用いられている。
ここで中空糸膜フィルタ８０は、フィルタケース３０とともに１つの組立体としての中空糸膜モジュールを構成しており、また中空糸膜フィルタ８２は、フィルタケース３２とともに１つの組立体としての中空糸膜モジュールを構成している。

この実施形態では、下流側の中空糸膜フィルタ８２の中空糸膜８８として、原水中の最小０．０１μｍまでの粒子までも濾過により除去できるような目の細かいもの、即ち孔径の小さなものが用いられており、また上流側の中空糸膜フィルタ８０における中空糸膜８４として、原水中の最小０．１μｍまでの粒子を濾過により除去可能な、下流側の中空糸膜８２よりも目の大きな、即ち孔径の大きな中空糸膜が用いられている。

この実施形態ではまた、下流側の第２の中空糸膜フィルタ８２における支持部９２が、流路と直交する方向に横切って延びており、その流路横断面の面積Ｓ_２が、同じく流路と直交する方向に横切って延びる上流側の中空糸膜フィルタ８０における支持部８５の流路横断面の面積Ｓ_１よりも大きくされている。
具体的にはここではＳ_２が４２ｃｍ^２，Ｓ_１が２０ｃｍ^２とされている。但しこの数値はあくまで一例である。
またこれに応じてフィルタケース３２の直径が、フィルタケース３０の直径よりも大径とされている。
但し中空糸膜８４，８８の長さについては、上流側の中空糸膜８４の長さＬ_１が、下流側の中空糸膜８８の長さＬ_２よりも長くされている。
具体的にはここでは長さＬ_１が８５ｍｍ，Ｌ_２が５５ｍｍとされている。但しこれらの数値もまたあくまで一例示である。

この実施形態の浄水器では、原水入口２６から流入した原水は先ず活性炭３８の層を軸方向に通過して流れ、このとき原水中に溶存している残留塩素やトリハロメタン，農薬その他の有害成分が活性炭３８の吸着作用によって除去される。
活性炭３８の層を通過した原水の流れは、続いて下プレート４０の開口４８を通過して、下プレート４０の下側の通水空間４６へと流出する。

その通水空間４６に流れ込んだ原水は、下プレート４０の中央部の開口５０を通じて、フィルタケース３０の内側の第１の濾過室５２内に流入する。
濾過室５２内に流入した原水は、その後中空糸膜８４を外側から内側へと通過し、その際に原水中に含まれている固形の粒子、詳しくはここでは粒径が０．１μｍ以上の固形の粒子が濾過により除去される。

中空糸膜８４の内側の空洞部に流れ込んだ原水は、その後中空糸膜８４の図中上端の開口からフィルタケース３２の内側の第２の濾過室７８へと流れ込む。
濾過室７８内に流れ込んだ原水は、その後第２の中空糸膜フィルタ８２の中空糸膜８８を外側から内側へと通過し、その際に原水中に残っていた微細な固形の粒子、詳しくはここでは０．１μｍよりも小さく且つ０．０１μｍ以上の微細な固形粒子が原水から濾過により取り除かれる。

そしてそのような微細な固形粒子が取り除かれ浄化された浄水が中空糸膜８８の開口から、上キャップ６２の下側に形成されている通水空間７２へと流れ込み、更に通水空間７２から浄水出口２８を通じて外部へと流出する。

本実施形態では、面積Ｓ_２が大きく目の細かい中空糸膜８８を用いた第２の中空糸膜フィルタ８２を、面積Ｓ_１が小さく、また相対的に目の粗い中空糸膜８４を用いた第１の中空糸膜フィルタ８０の下流側に配置している。
仮にこの第２の中空糸膜フィルタ８２を単独で浄水器に組み込んだ場合、中空糸膜フィルタ８２に加わる圧力が大きく、また面積Ｓ_２が大きいために面積×圧力にて定まる、支持部９２に加わる力が大となり、支持部９２が割れを生じてしまう恐れが生ずる。

しかるに本実施形態では中空糸膜フィルタ８２を下流側に配置し、上流側に中空糸膜フィルタ８０を配置して、それらを直列に接続しているため、給水圧を第１の中空糸膜フィルタ８０と第２の中空糸膜フィルタ８２とに分散して作用させることができ、これにより中空糸膜フィルタ８２が支持部９２で割れるのを有効に防止することができる。

また上流側の第１の中空糸膜フィルタ８０は面積Ｓ_１が小さいために、かかる第１の中空糸膜フィルタ８０の支持部８５の割れもまた有効に防止できる。
そしてこの実施形態では、第２の中空糸膜フィルタ８２と第１の中空糸膜フィルタ８０とを直列に組み合せることで、０．０１μｍまでの微細な粒子までも原水から良好に除去することが可能となる。

また原水の流れに沿って大きな粒子から小さな粒子の順に原水中から除去するようにしているため、第２の中空糸膜フィルタ８２における目詰まりを有効に抑制でき、その目詰まり寿命を効果的に高めることができる。

また目が細かくて孔径が小さく、原水が孔を通過する際の抵抗が大きい中空糸膜８８を用いた中空糸膜フィルタ８２については、面積Ｓ_２を大きくすることで支持部９２に多くの本数の中空糸膜８８を保持可能とし、また併せて中空糸膜８８の長さＬ_２を短くして中空糸膜８８の内側の空洞部を水が流れる際の抵抗を小さくしていることにより、中空糸膜フィルタ８２における通水流量を効果的に多く確保することができる。

一方上流側の中空糸膜フィルタ８０については、中空糸膜８４の長さＬ_１を長くすることにより、面積Ｓ_１が小さいにも拘らず通水流量を多くすることができ、それらによって上流側の第１の中空糸膜フィルタ８０及び下流側の第２の中空糸膜フィルタ８２のそれぞれの通水流量を良好にバランスさせ得て、それら２つの中空糸膜フィルタ８０，８２を合せた全体の通水流量を多く確保し易くなる。

因みに表１は、Ｓ_１を２０ｃｍ^２，Ｓ_２を４２ｃｍ^２，Ｌ_１を８５ｍｍ，Ｌ_２を５５ｍｍとした中空糸膜フィルタ８０，８２を浄水器に活性炭３８とともに組み込んで、給水圧力０．１ＭＰａ，及び０．５ＭＰａの下で濾過試験を行ったときの結果を比較例１，比較例２とともに示している。
尚、試験は粒径が１５０〜３００μｍの活性炭３８を１６０ｇの量で浄水器に組み込んだ状態で行った。
ここで比較例１は、Ｓ_２をＳ_１と同じ２０ｃｍ^２に半減させた例であり、また比較例２は、第１の中空糸膜フィルタ８０を用いないで、第２の中空糸膜フィルタ８２を単独で用いた例である。

表１の結果に示しているように、中空糸膜フィルタ８２を単独で用いた比較例２では、給水圧０．５ＭＰａの下で支持部９２に破損が生じ、また支持部９２の面積Ｓ_２を実施形態のものの半分とした比較例１では、支持部の破損は認められなかったものの通水流量が不十分であった。
これに対して本実施形態のものは、支持部９２の破損も生じず、更に濾過の際の通水流量も十分な流量であった。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記実施形態では２つの中空糸膜フィルタを直列に接続しているが、これよりも多い数で中空糸膜フィルタを直列に接続することも可能である。
図３（Ａ），（Ｂ）は、第1の中空糸膜フィルタ８０と第２の中空糸膜フィルタ８２に加えて、第３の中空糸膜フィルタ９４を、第１の中空糸膜フィルタ８０の更に上流側に直列で接続した例である。
この場合において、図３（Ａ）で示すように、第３の中空糸膜フィルタ９４の支持部９６の面積Ｓ_３を第１の中空糸膜フィルタ８０の支持部８５の面積Ｓ_１よりも更に小さくしておいても良いし、或いは図３（Ｂ）で示すように追加した第３の中空糸膜フィルタ９４の支持部９６の面積Ｓ_３を、その下流側の第１の中空糸膜フィルタ８０の支持部８５の面積Ｓ_１と等しくしておいても良い。
また図３（Ａ）に示す例においては、上流側ほど中空糸膜の長さを長くすること、更には下流側ほど膜の孔径を小さくするといったことも可能である。
更に図３（Ｂ）に示す例においては、第３の中空糸膜フィルタ９４の中空糸膜の孔径を第１の中空糸膜フィルタ８０の中空糸膜の孔径と等しくしておいても良いし、またこれよりも孔径を大きくしておいても良い。
更に第３の中空糸膜フィルタ９４の中空糸膜の長さを、第１の中空糸膜フィルタ８０の中空糸膜と同じ長さとしておいても良いし、或いはこれよりも更に中空糸膜長さを長くしておいても良い。

その他に、図３（Ｃ）に示しているように支持部９６の面積Ｓ_３が第２の中空糸膜フィルタ８２の支持部９２の面積Ｓ_２と同じ第３の中空糸膜フィルタ９４を、第２の中空糸膜フィルタ８２の更に下流側に直列接続状態で付加することも可能である。
この場合において、第３の中空糸膜フィルタ９４の中空糸膜は、第２の中空糸膜フィルタ８２の中空糸膜と孔径が同じであっても良いし或いは異なっていても良く、また中空糸膜の長さも、第２の中空糸膜フィルタ８２における中空糸膜と同じであっても良いし異なっていても良い。
その他本発明では、浄水器内に中空糸膜フィルタ，活性炭に加え、イオン交換材を組み込むことも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

１０容器
２６原水入口
２８浄水出口
３０，３２フィルタケース
８０第1の中空糸膜フィルタ（上流側の中空糸膜フィルタ）
８２第２の中空糸膜フィルタ（下流側の中空糸膜フィルタ）
８４，８８中空糸膜
８５，９２中空糸支持部
８６，９０固結材

Claims

原水入口と浄水出口とを備えた容器内に、中空糸膜の端部を束ねた状態に固結材で固結して中空糸支持部となした中空糸膜フィルタを収容し、該原水入口から流入した原水を該中空糸膜フィルタに通して浄化し、浄水を前記浄水出口から流出させる浄水器において、
前記中空糸膜フィルタを原水の流れの上流側と下流側とに配置して、上流側の中空糸膜フィルタを通過した原水だけが下流側の中空糸膜フィルタを通過する状態に、それら中空糸膜フィルタを直列に接続するとともに、
前記上流側と下流側とに、前記中空糸支持部における流路横断面の面積の異なった中空糸膜フィルタを、該面積の大きい中空糸膜フィルタが、該面積の小さい中空糸膜フィルタの下流側に位置するように配置してあることを特徴とする浄水器。
請求項１において、前記面積の大きい下流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜よりも、前記面積の小さな上流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の長さが長くしてあることを特徴とする浄水器。
請求項１，２の何れかにおいて、前記面積の大きな下流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の孔径が、前記面積の小さな上流側の中空糸膜フィルタの中空糸膜の孔径よりも小さいことを特徴とする浄水器。