JP3814315B2 - 浄水カートリッジ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水を浄水濾過することを目的とした一般家庭用の浄水器に使用される浄水カートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水資源の環境汚染が注目され、飲料水も汚染の例外ではなく、水道水の浄化を目的とする浄水器が多用されるようになってきている。
これらの浄水器は、主として活性炭等の吸着剤により水のカルキ臭、カビ臭、トリハロメタン等を除去し、多孔質中空糸膜により細菌類、濁度成分等の除去を行うものである。
ところで、これらの浄水器は、その浄水能力の低下とともに濾過材を新品に交換する必要があり、通常、濾過材はカートリッジ化が図られて、浄水カートリッジとして浄水器に備えられていた。
【０００３】
図２は、従来の浄水カートリッジの一例を示す縦断面図であり、図中符号１は従来の浄水カートリッジである。
従来の浄水カートリッジ１は、円筒状のカートリッジ本体２と、該カートリッジ本体２内に隙間７を空けて同心状に配設された円筒状のプラスチック製濾過ケース３から概略構成された二重管構造を有し、前記濾過ケース３の内部には活性炭層４ａとこれの下部の中空糸膜４ｂとからなる浄水用濾過材４が充填されているものが一般的であった。また、前記カートリッジ本体２の側面には原水を内部に導入するための原水流入口５が設けられており、底部には浄水を外部に導出する浄水吐出口６が設けられている。
【０００４】
このような浄水カートリッジ１では、原水流入口５から原水８が流入すると、該原水８はカートリッジ本体２と濾過ケース３との間の隙間７を通過した後、浄水用濾過材４を通過し、この浄水用濾過材４の活性炭層４ａにより原水８中に含まれる残留塩素、その他の臭気成分及び有機物質等が除去され、さらに中空糸膜４ｂにより鉄錆、コロイド成分、塩素殺菌では除去し難い細菌等が除去され、安全でおいしい浄水９が浄水吐出口６から吐出されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、水資源の環境汚染が進み、水道水を浄水濾過することを目的とした浄水器の性能アップは重要な課題となっている。
このような課題を解決するため、濾過ケースのサイズを大きくすることにより、浄水用濾過材の充填量を増加させて浄水器の性能アップを図ることも考えられているが、この方法では浄水器自体のサイズも大きくなっていまい、蛇口直結型や据置型等の台所上に設置するものには台所仕事の邪魔になるという問題が生じてしまう。
前述のような構成の二重管構造を有する浄水カートリッジ１においては、前述の問題を解決するために、できるだけ薄肉の濾過ケース３が要望されていた。
【０００６】
しかしながら、従来のプラスチック製濾過ケース３は一般的に使用されている射出成型法により成形されたものであるので、コアを引き抜くための抜きテーパーが１°以上必要であり、このため、濾過ケース３の下部にいくほど肉厚が厚くなる構造となり、濾過ケース３の浄水用濾過材４を充填する充填部３ａの肉厚で最も薄い部分が１ｍｍ程度、最も厚い部分が２ｍｍ程度であり、さらに、カートリッジ本体への濾過ケースの固定する固定部の肉厚は３ｍｍ程度で、濾過ケースの内容積が９０〜１００ｃｍ³程度となってしまうため、肉厚が均一で、かつ薄肉の濾過ケースを実現するのは困難であった。
【０００７】
本発明は、前記の問題点に鑑み、肉厚が均一で、かつ薄肉の濾過ケースの実現を図り、浄水用濾過材の充填量を増加することにより、浄水性能の優れた浄水カートリッジを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、内部に浄水用濾過材が充填された筒状の濾過ケースが、カートリッジ本体内に隙間を空けて配設されてなる二重管構造を有し、原水が前記隙間を通過した後、浄水用濾過材を通過する浄水カートリッジであって、前記筒状の濾過ケースがブロー成型法により成形された薄肉のプラスチック製中空成型品であることを特徴とする浄水カートリッジを前記課題の解決手段とした。
【０００９】
また、請求項２の発明では、請求項１記載の浄水カートリッジにおいて、前記濾過ケースの浄水用濾過材を充填する充填部の肉厚が１．０〜１．５ｍｍ内の一定値であり、かつカートリッジ本体への濾過ケースの固定する固定部の肉厚が２．０〜２．５ｍｍ内の一定値であることを特徴とする浄水カートリッジを前記課題の解決手段とした。
また、請求項３の発明では、請求項１又は２記載の浄水カートリッジにおいて、前記濾過ケースの内容積が１１０〜１２０ｃｍ³であることを特徴とする浄水カートリッジを前記課題の解決手段とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の浄水カートリッジの一例について図面に基づき説明する。
図１は、本発明の浄水カートリッジの一例を示す縦断面図であり、図中符号１０は浄水カートリッジである。
この浄水カートリッジ１０は、筒状のカートリッジ本体１２と、該カートリッジ本体１２内に配設された筒状の濾過ケース１３から概略構成された二重管構造を有するものである。
【００１１】
本発明において用いられる筒状のカートリッジ本体１２は、内部に筒状の濾過ケース１３を隙間１７を空けて収納するものであり、例えば、ハウジング、円筒ケースなどを挙げることができ、その材質としてはＡＢＳ等のプラスチック、ステンレス等の金属などを挙げることができる。
カートリッジ本体１２の形状としては、例えば円筒状、角パイプ状などものが好適に用いられる。
【００１２】
カートリッジ本体１２の側面下部には、原水１８を内部に導入するための原水流入口１５が配設されており、その形状は従来使用されているものをそのまま使用できる。また、カートリッジ本体１２の底部には、浄水１９を外部に導出する浄水吐出口１６が設けられている。
【００１３】
このようなカートリッジ本体１２内には、筒状の濾過ケース１３が配設されている。
濾過ケース１３は、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル・スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの熱可塑性樹脂をブロー成型法により成形して得られた薄肉のプラスチック製中空成型品である。
【００１４】
内径が５６ｍｍのカートリッジ本体１２内に外径５３ｍｍの濾過ケース１３を配設する場合、濾過ケース１３の後述する浄水用濾過材１４を充填する充填部１３ａの肉厚は、１．０〜１．５ｍｍ内の一定値が好ましく、また、カートリッジ本体１２への濾過ケース１３の固定する固定部１３ｂの肉厚は２．０〜２．５ｍｍ内の一定値が好ましい。
【００１５】
充填部１３ａの肉厚が１．０ｍｍ未満であると、肉厚が薄過ぎて、強度が低下してしまう。一方、充填部１３ａの肉厚が１．０ｍｍを超えると、厚肉となり、濾過ケース１３の内容積が小さくなり、浄水用濾過材１４の充填量を増加することができない。
固定部１３ｂの肉厚が２．０ｍｍ未満であると、肉厚が薄過ぎて、カートリッジ本体１２への固定が困難となる。一方、固定部１３ｂの肉厚が２．５ｍｍを超えると、厚肉となり、濾過ケース１３の内容積が小さくなり、浄水用濾過材１４の充填量を増加することができない。
【００１６】
濾過ケース１３の外径が５３ｍｍで、高さが９０ｍｍである場合の、内容積は１１０〜１２０ｃｍ³程度とされる。
【００１７】
このような濾過ケース１３の内部には浄水用濾過材１４が充填されている。浄水用濾過材１４としては、活性炭、イオン交換樹脂、セラミック、中空糸膜等の従来使用されているものがそのまま使用でき、この例では活性炭層１４ａと中空糸膜１４ｂが用いられており、該中空糸膜１４ｂが浄水吐出口１６側となるように活性炭層１４ａの下方にこれと連接して配設されている。
【００１８】
中空糸膜１４ｂの材料としては、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、ポリスルフォン系、セルロース系、ポリウレタン系等の高分子材料が挙げられる。また、中空糸膜１４ｂの形態としては、外径が１０〜５０００μｍ、空孔率が１０〜９０％、孔径が０．０１〜１μｍの範囲にあるものが好ましい。
【００１９】
カートリッジ本体１２への濾過ケース１３の固定は、Ｏリングを用いたり、超音波溶着するなどの従来の方法をそのまま使用でき、この例ではＯリング２０により固定されている。
【００２０】
このような構成の浄水カートリッジ１では、原水流入口１５から原水１８が供給されると、該原水１８はカートリッジ本体１２と濾過ケース１３との間の隙間１７を通過した後、浄水用濾過材１４を通過し、この浄水用濾過材１４の活性炭層１４ａにより原水１８中に含まれる残留塩素、その他の臭気成分及び有機物質等が除去され、さらに中空糸膜１４ｂにより鉄錆、コロイド成分、塩素殺菌では除去し難い細菌等が除去され、浄水吐出口６から安全でおいしい浄水９が吐出されるようになっている。
【００２１】
この例の浄水カートリッジ１０にあっては、濾過ケース１３をブロー成形法により成形したことにより、肉厚が均一で、薄肉の濾過ケース１３が得られるので、濾過ケース１３のサイズを大きくすることなく、内容積を大きくすることができ、これによって浄水用濾過材１４の充填量を増加できるので、従来の浄水カートリッジに比べて浄水性能が優れたものとなる。従って、この例の浄水カートリッジ１０によれば、浄水用濾過材１４が充填された濾過ケース１３の寿命が長くなるので、使用者が安全でおいしい水を長期間使用することができるという利点がある。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（実施例）
図１の浄水カートリッジにおいて、カートリッジ本体の高さ１０５ｍｍ、内径５５ｍｍ、原水流入口の位置はカートリッジ本体の最下部から３０ｍｍ、濾過ケースの高さ９０ｍｍ、外径５３ｍｍとした。
また、カートリッジ本体の主な材質はプラスチックであり、濾過ケースは、ＡＢＳ樹脂を用いてブロー成型法により成形した中空成型品であり、充填部の肉厚は１ｍｍ、固定部の肉厚は２ｍｍ、内容積は１１７ｃｍ³であった。この濾過ケースには、活性炭としてＣＷ６１００ＡＧＺ（商品名；二村化学工業株式会社製）２４ｇ、中空糸膜としてＥＸ２７０ＴＳ（商品名；三菱レイヨン株式会社製）０．１５ｍ²が充填できた。ここで用意した浄水カートリッジを実施例の浄水カートリッジとした。
【００２３】
（比較例）
高さおよび外径が前記実施例と同寸法の濾過ケースを射出成型法により成形した以外は前記実施例と同様にして浄水カートリッジを用意した。ここで得られた濾過ケースの充填部の肉厚は２ｍｍ、固定部の肉厚３ｍｍ、内容積１００ｃｍ³であった。この濾過ケースには、活性炭としてＣＷ６１００ＡＧＺ（商品名；二村化学工業株式会社製）２３ｇ、中空糸膜としてＥＸ２７０ＴＳ（商品名；三菱レイヨン株式会社製）０．１４ｍ²しか充填できなかった。ここで用意した浄水カートリッジを比較例の浄水カートリッジとした。
【００２４】
（実験例）
次に、用意した前記実施例ならびに比較例の浄水カートリッジに、水温２５℃で同時に同じ配管出口から残留塩素２ｐｐｍの原水を、浄水吐出口からの浄水の吐出量が３リットル／分となるように元圧を調製して原水流入口に通水し、浄水中の残留塩素濃度が０．４ｐｐｍになるまでの総流量を測定した。その結果、比較例の浄水カートリッジ（従来品）は、１８００リットルであるのに対して、実施例の浄水カートリッジ（本発明品）は、２２００リットルであり、従って、実施例の浄水カートリッジは浄水中の残留塩素濃度が０．４ｐｐｍになるまでの総流量が２２％多くしており、浄水性能において顕著な差がみられた。
【００２５】
また、用意した前記実施例ならびに比較例の浄水カートリッジに、水温２５℃で同時に同じ配管出口から濁度（カリオン）濃度１０度の原水を、元圧１ｋｇ／ｃｍ²と一定で、原水流入口に通水し、浄水吐出口から吐出される浄水の流量が初期の半分になるまでの総流量を測定した。その結果、比較例の浄水カートリッジ（従来品）は、６００リットルであるのに対して、実施例の浄水カートリッジ（本発明品）は、７００リットルであり、従って、実施例の浄水カートリッジは浄水吐出口から吐出される浄水の流量が初期の半分になるまでの総流量が１７％多く、浄水性能において顕著な差が見られ、従来品よりも長期間使用できることが分った。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の浄水カートリッジにあっては、濾過ケースをブロー成形法により成形したことにより、肉厚が均一で、薄肉の濾過ケースが得られるので、濾過ケースのサイズを大きくすることなく、内容積を大きくすることができ、これによって浄水用濾過材の充填量を増加できるので、従来の浄水カートリッジに比べて浄水性能が優れたものとなる。従って、本発明の本発明の浄水カートリッジによれば、浄水用濾過材が充填された濾過ケースの寿命が長くなるので、使用者が安全でおいしい水を長期間使用することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の浄水カートリッジの一例を示す縦断面図である。
【図２】 従来の浄水カートリッジの一例を示す縦断面図である
【符号の説明】
１０ 浄水カートリッジ
１２ カートリッジ本体
１３ 濾過ケース
１４ 浄水用濾過材
１４ａ 活性炭層
１４ｂ 中空糸膜
１５ 原水流入口
１６ 浄水吐出口
１７ 隙間
１８ 原水
１９ 浄水
２０ Ｏリング

Claims (3)

1. 内部に浄水用濾過材が充填された筒状の濾過ケースが、カートリッジ本体内に隙間を空けて配設されてなる二重管構造を有し、原水が前記隙間を通過した後、浄水用濾過材を通過する浄水カートリッジであって、前記筒状の濾過ケースがブロー成型法により成形して得られた薄肉のプラスチック製中空成型品であることを特徴とする浄水カートリッジ。
2. 前記濾過ケースの浄水用濾過材を充填する充填部の肉厚が１．０〜１．５ｍｍ内の一定値であり、かつカートリッジ本体への濾過ケースの固定する固定部の肉厚が２．０〜２．５ｍｍ内の一定値であることを特徴とする請求項１記載の浄水カートリッジ。
3. 前記濾過ケースの内容積が１１０〜１２０ｃｍ³であること特徴とする請求項１又は２記載の浄水カートリッジ。

Images