JP5023095B2 - 浄水カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、浄水カートリッジに関する。

従来、濾過部材として、平らな通水性シートの表面にジグザグ状の通水性シートを積層して形成した積層体を巻いた状態で形成される筋状空隙部に、亜硫酸カルシウム粒子を充填させ、通水性シートを介して原水を亜硫酸カルシウム粒子に接触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）。

特開平８−２１５０９３号公報

しかしながら、上記従来の技術では、通水性シートとして合成繊維の不織布を用いていたため、濾過精度が低く、効率よく浄水することができなかった。

そこで、本発明は、効率よく浄水を行うことのでき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、平板状の多孔質部材の表面に断面波形状の多孔質部材の稜線を融合させて流通路を形成した多孔質体を備える濾過部材を有する浄水カートリッジであって、一端部に原水の流入口と他端部に浄水の流出口とを有するカートリッジケースと、内部に浄化材が収納されるとともに、前記カートリッジケースの内部の流入口と流出口との間に設けられた浄化材収納部と、内部に前記濾過部材が収納されるとともに、前記カートリッジケース内の浄化材収納部の下流側に設けられた濾過部材収納部と、を備え、前記濾過部材は、前記第１流通路の流通路延在方向一端側を封止し、複数の前記多孔質体を前記流通路延在方向一端側が封止された状態で積層して第２流通路を形成し、当該第２流通路の前記流通路延在方向他端側を封止し、複数の前記多孔質体をスペーサを介在させて積層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、積層した前記多孔質体をケースで支持したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、平板状の多孔質部材の表面に断面波形状の多孔質部材の稜線を融合させて多孔質体を形成するとともに、当該多孔質体に形成された第１流通路の一端部を封止することで、水が多孔質体外部から第１流通路内へ流入する際もしくは水が第１流通路内から多孔質体外部へ流出する際に、当該水を多孔質体を通過させて流入もしくは流出させることができるため、濾過精度の向上を図ることができ、より効率的に浄水を行うことができるようになる。

請求項１の発明によれば、複数の多孔質体を流通路延在方向一端側が封止された状態で積層して第２流通路を形成し、当該第２流通路の流通路延在方向他端側を封止することで、比較的簡単な構成で多孔質体の有効濾過面積を増大させることができるようになるため、より効率的に浄水を行うことができる。

請求項１の発明によれば、複数の多孔質体をスペーサを介在させて積層することで、スペーサ自体によっても濾過することが可能となり、濾過精度のさらなる向上を図ることができる。

請求項２の発明によれば、積層した多孔質体をケースで支持することで、取扱いが容易な濾過部材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展開した状態を示す斜視図である。 図３は、本発明の第１実施形態にかかる濾過部材を示す斜視図である。 図４は、本発明の第２実施形態にかかる浄水カートリッジの断面図である。 図５は、本発明の第２実施形態にかかる濾過部材を示す斜視図である。 図６は、本発明の第２実施形態にかかる多孔質フィルタを積層した状態を模式的に示す図である。 図７は、本発明の第２実施形態の変形例にかかる多孔質フィルタを積層した状態を模式的に示す図である。

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１〜３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、多孔質フィルタを展開した状態を示す斜視図、図３は、濾過部材を示す斜視図である。

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の上端部の内周側にはリブ４１ｄが形成されており、側壁４１ｂのリブ４１ｄよりも上方の外周にはリブ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の側壁４１ｂ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の側壁４１ｂの上端部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の内周に側壁４１ｂ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の内周側に形成したリブ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の側壁４１ｂの内径とほぼ同一となっており、ロワーケース４１の側壁４１ｂ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、略円筒状に形成されたケース１１の内部に多孔質のフィルタ体（多孔質体）１２を接着剤１６によって接着することで形成されている。この濾過部材１０には、複数の流路が設けられており、濾過部材１０の軸方向一端側には流入部１７が形成されるとともに、他端側には流出部１８が形成されている。

また、複数の流路は、濾過部材１０の流入部１７側が封止されるとともに濾過部材１０の流出部１８側が開口する流出側流路２０と、当該濾過部材１０の流出部１８側が封止されるとともに濾過部材１０の流入部１７側が開口する流入側流路２１と、で構成されている。

フィルタ体１２は、図２に示すように、平板状の多孔質部材１３の表面１３ａに断面波形状の多孔質部材１４の稜線１４ａを溶着（融合）させることで一体的に形成されている。

このように、平板状の多孔質部材１３と断面波形状の多孔質部材１４とを融合して一体化することで、平板状の多孔質部材１３と断面波形状の多孔質部材１４との間に流通路１９が形成されることになる。そして、流通路１９の流通路延在方向一端側（本実施形態では流出部１８側）を例えばウレタン樹脂等の封止部材１５で封止することで、流入側流路２１を形成している。なお、流入部１７側を封止して流出側流路２０としてもよい。

また、平板状の多孔質部材１３と断面波形状の多孔質部材１４の材料としては、例えば、テトラフロロエチレン，ポリエチレン、ポリプロピレン、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等の樹脂材料や酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン等のセラミック系材料、ステンレスやガラス等を用いることができるが、これらの材料に制限されるものではない。

また、これらの材料にイオン交換や特殊な物質に対するリガンド（親和基）を導入して、濾過に加えて新たな機能を付与することも可能である。

また、平板状の多孔質部材１３と断面波形状の多孔質部材１４の一面に樹脂製のメッシュ等を貼着して強度を高めるようにしてもよい。特に、樹脂製の薄膜を利用する場合にはかかる補強が有効である。

そして、本実施形態では、この多孔質体１２を流通路延在方向（ケース１１の軸方向）を軸に巻回させて流通路（第３流通路に相当）１９を形成するとともに、当該流通路１９の流通路延在方向他端側（本実施形態では流入部１７側）を例えばウレタン樹脂等の封止部材２２で封止することで流出側流路２０を形成している。

具体的には、フィルタ体１２の裏面１３ｂにフィルタ体１２の稜線１４ｂを溶着させながら巻回して巻層体２４を形成することで、この巻層体２４に流入側流路２１を形成する流通路１９とは別に流通路（第３流通路に相当）１９が形成されることとなり、この流通路（第３流通路に相当）１９の流通路延在方向他端側を封止部材２２で封止することで流出側流路２０を形成している。

そして、この流出側流路２０および流入側流路２１が形成された巻層体２４を略円筒状のケース１１内に収容して、接着剤１６でケース１１に接着するとともに、流入部１７と流出部１８とがケース１１内で連通することがないようにすることで濾過部材１０が形成される。

なお、本実施形態では、流出側流路２０および流入側流路２１の軸方向に直交する断面形状は、ほぼ同一の三角形状をしている。

このように構成された濾過部材１０の流入部１７側から水を流入側流路２１内に流入させると、図１に示すように、流入側流路２１内の水は当該流入側流路２１と流出側流路２０との間のフィルタ体１２を透過することで濾過され、流出側流路２０内に送られる。そして、流出側流路２０内の水が濾過部材１０の流出部１８から流出して流出口３から流出される。

以上説明したように、本実施形態のように、平板状の多孔質部材１３の表面１３ａに断面波形状の多孔質部材１４の稜線１４ａを溶着（融合）させてフィルタ体（多孔質体）１２を形成するとともに、当該フィルタ体１２に形成された流通路１９の一端部を封止部材１５によって封止して流入側流路２１を形成すれば、流入側流路２１内へ流入した水をフィルタ体１２外部へ流出する際に、当該水をフィルタ体１２を通過させて流出させることができるため、濾過精度の向上を図ることができ、より効率的に浄水を行うことができるようになる。

また、本実施形態によれば、多孔質体１２を流通路延在方向（ケース１１の軸方向）を軸に巻回させて流通路（第３流通路）１９を形成するとともに、当該流通路１９の流通路延在方向他端側（本実施形態では流入部１７側）を封止部材２２で封止することで流出側流路２０を形成しているため、比較的簡単な構成でフィルタ体１２の有効濾過面積を増大させることができるようになり、より効率的に浄水を行うことができる。

また、本実施形態によれば、流出側流路２０および流入側流路２１が形成された巻層体２４を略円筒状のケース１１内に収容したため、取扱いが容易な濾過部材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４〜７は、本発明の第２実施形態を示しており、図４は、浄水カートリッジの断面図、図５は、濾過部材を示す斜視図、図６は、多孔質フィルタを積層した状態を模式的に示す図、図７は、本発明の第２実施形態の変形例にかかる多孔質フィルタを積層した状態を模式的に示す図である。

図４に示すように、本実施形態にかかる浄水カートリッジ１Ａは、基本的に上記第１実施形態の浄水カートリッジ１と同様の構成をしており、一端部に原水の流入口２と他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１０Ａ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１０Ａ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。

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、多孔質のフィルタ体（多孔質体）１２を複数積層させて形成した積層体１２Ａを用い、当該積層体１２Ａを略円筒状に形成されたケース１１の内部に収容し接着剤１６によって接着することで濾過部材１０Ａを形成したことにある。

具体的には、図６に示すように、流通路１９の流通路延在方向一端側（本実施形態では流出部１８側）を封止部材１５で封止して流入側流路２１を形成したフィルタ体１２の裏面１３ｂに他のフィルタ体１２の稜線１４ｂが不織布等のスペーサ２３を介して対向するように複数個積層し、それぞれのフィルタ体１２を溶着（融合）させることで積層体１２Ａを形成している。なお、図７に示すように、スペーサ２３を介さず直接にフィルタ体１２の裏面１３ｂに他のフィルタ体１２の稜線１４ｂを溶着させて積層体１２Ｂを形成するようにしてもよい。

そして、積層体１２Ａに流入側流路２１を形成する流通路１９とは別に形成された流通路（第２流通路に相当）１９の流通路延在方向他端側を封止部材２２で封止することで流出側流路２０を形成している。このとき、スペーサ２３の流通路延在方向他端側も封止している。

本実施形態では、図５に示すように、積層されるフィルタ体１２の幅を変えることで積層体１２Ａの輪郭形状がケース１１の輪郭形状に沿うようにしている。

そして、この流出側流路２０および流入側流路２１が形成された積層体１２Ａを略円筒状のケース１１内に収容して、接着剤１６でケース１１に接着するとともに、流入部１７と流出部１８とがケース１１内で連通することがないようにすることで濾過部材１０Ａが形成される。

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、複数のフィルタ体１２を流出部１８側（流通路延在方向一端側）が封止された状態で積層して流通路（第２流通路に相当）１９を形成し、当該流通路（第２流通路に相当）１９の流入部１７側（流通路延在方向他端側）を封止することで、比較的簡単な構成で積層体（多孔質体）１２Ａの有効濾過面積を増大させることができるようになるため、より効率的に浄水を行うことができる。

また、本実施形態によれば、複数のフィルタ体１２をスペーサ２３を介在させて積層することで、スペーサ２３自体によっても濾過することが可能となり、濾過精度のさらなる向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、流出側流路２０および流入側流路２１が形成された積層体（積層した多孔質体）１２Ａ、１２Ｂを略円筒状のケース１１内に収容したため、取扱いが容易な濾過部材１０Ａを得ることができる。

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。

１、１Ａ 浄水カートリッジ
６ 濾過部材収納部
１０、１０Ａ 濾過部材
１１ ケース
１２ フィルタ体（多孔質体）
１２Ａ、１２Ｂ 積層体
１２ａ 稜線
１３ 平板状の多孔質部材
１３ａ 表面
１４ 断面波形状の多孔質部材
１４ａ 稜線
１７ 流入部
１８ 流出部
１９ 流通路
２３ スペーサ
２４ 巻層体

Claims (2)

1. 平板状の多孔質部材の表面に断面波形状の多孔質部材の稜線を融合させて流通路を形成した多孔質体を備える濾過部材を有する浄水カートリッジであって、
   一端部に原水の流入口と他端部に浄水の流出口とを有するカートリッジケースと、
   内部に浄化材が収納されるとともに、前記カートリッジケースの内部の流入口と流出口との間に設けられた浄化材収納部と、
   内部に前記濾過部材が収納されるとともに、前記カートリッジケース内の浄化材収納部の下流側に設けられた濾過部材収納部と、を備え、
   前記濾過部材は、前記第１流通路の流通路延在方向一端側を封止し、複数の前記多孔質体を前記流通路延在方向一端側が封止された状態で積層して第２流通路を形成し、当該第２流通路の前記流通路延在方向他端側を封止し、
   複数の前記多孔質体をスペーサを介在させて積層したことを特徴とする浄水カートリッジ。
2. 積層した前記多孔質体をケースで支持したことを特徴とする請求項１に記載の浄水カートリッジ。

Images