Картридж для очистки воды и водоочиститель
Изобретение предназначено для фильтрования. Картридж для очистки воды, располагаемый между резервуаром для исходной воды и резервуаром для очищенной воды водоочистителя, имеет контейнер для размещения адсорбента и мембраны из полых волокон для фильтрования исходной воды и содержит секцию адсорбера, в которой расположен адсорбент, и которая имеет предусмотренную внутри нее секцию водосборника, через которую протекает вода, профильтрованная адсорбентом, причем секция водосборника имеет цилиндрическую форму и сформирована вертикально таким образом, что проходит через секцию адсорбера; секцию мембраны из полых волокон, в которой размещена мембрана из полых волокон, и которая расположена на выпускной стороне секции адсорбера и секции водосборника; и отверстие для выпуска воздуха, расположенное на верхней стороне контейнера и соединенное с пространством в секции водосборника. Картридж для очистки воды выполнен таким образом, что вода, профильтрованная адсорбентом, протекает через боковую поверхность секции адсорбера в секцию водосборника. Технический результат: обеспечение высокого качества обработки воды. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 15 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение относится к картриджу для очистки воды и водоочистителю, использующему такой картридж для очистки воды.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
В качестве водоочистителя с установленным картриджем для очистки воды известен так называемый водоочиститель кувшинного типа. Такой водоочиститель кувшинного типа выполнен с картриджем для очистки воды, расположенным между резервуаром для исходной воды с верхней стороны и резервуаром для очищенной воды с нижней стороны. Под действием собственного веса, исходная вода, размещенная в резервуаре для исходной воды, проходит через картридж для очистки воды, подлежащей очистке, в картридже для очистки воды, с последующим протеканием в резервуар для очищенной воды. В качестве примера картриджа для очистки, установленного в водоочистителе кувшинного типа приведен картридж, описанный в патентной публикации 1.
Фиг. 9 представляет собой вид, показывающий пример обычного картриджа для очистки воды. В картридже 1000 для очистки воды адсорбент 1001 и мембрана из полых волокон 1009 предоставлены в контейнере в качестве фильтрующего материала. Контейнер образован главным образом цилиндрическим корпусом 1002b, который имеет отверстие на верхней стороне и в котором размещен фильтрующий материал, и цилиндрическим колпаком 1002а, который закрывает верхнее отверстие цилиндрического корпуса 1002b. Цилиндрический колпак 1002а образует пространство 1003, которое служит в качестве части для сбора воздуха в контейнере, и отверстие 1006 для выпуска воздуха предоставлено в центре верхней части цилиндрического колпака 1002а, чтобы выпускать пузырьки воздуха, образующиеся в картридже для очистки воды. В дополнение к этому, отверстие 1004 для поступления исходной воды предоставлено на боковой стороне цилиндрического колпака 1002а. Мембрана 1009 из полых волокон закреплена в контейнере герметизирующей смолой 1010. Ниже герметизирующей смолы 1010 предоставлено отверстие 1007 для выпуска очищенной воды, полученной после того, как исходная вода прошла через фильтрующий материал.
Фиг. 10 представляет собой вид, схематически показывающий водоочиститель 2000 кувшинного типа, в котором установлен картридж 1000 для очистки воды, показанный на Фиг. 9. Водоочиститель 2000 содержит внутренний контейнер 2002, который образует резервуар 2004 для исходной воды, и внешний контейнер 2001, который образует резервуар 2003 для очищенной воды. Область 2002b для размещения картриджа предоставлена во внутреннем контейнере 2002, и картридж 1000 для очистки воды расположен в области 2002b для размещения картриджа. Исходная вода, помещенная в резервуар 2004 для исходной воды, поступает в картридж для очистки воды через отверстие для поступления исходной воды и под действием своего собственного веса протекает через секцию для очистки, чтобы очищаться в месте, где расположен фильтрующий материал. Полученная очищенная вода протекает через сливное отверстие для очищенной воды в резервуар 2003 для очищенной воды.
Такой картридж для очистки воды должен иметь такую структуру, чтобы удалять воздух, образуемый внутри, с тем, чтобы поддерживать проходимость воды. В вышеуказанном картридже 1000 для очистки воды отверстие 1006 для выпуска воздуха предоставлено в центре верхней части цилиндрического колпака 1002а.
Также, картридж для очистки воды, предложенный в патентной публикации 2, имеет слой адсорбента и половолоконный мембранный модуль ниже слоя адсорбента, и трубка для выпуска воздуха предоставлена, чтобы выпускать воздух, образуемый в половолоконном мембранном модуле, вверх и затем наружу.
Патентная публикация 3 предлагает картридж для очистки воды, имеющий трубку для выпуска воздуха, которая пропущена через верхний и нижний донные участки, и ее верхняя часть расположена выше участка притока жидкости.
ПУБЛИКАЦИИ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
Патентная публикация 1: Японская публикация заявки РСТ 2003-514647
Патентная публикация 2: Японская публикация нерассмотренной заявки 2004-230358
Патентная публикация 3: Японская публикация нерассмотренной заявки 2005-342684
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ РАЗРЕШЕНИЮ ПОСРЕДСТВОМ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Картридж для очистки воды, описанный в публикации патента 2 или 3, способен эффективно удалять воздух, образуемый внутри. Однако, если картридж для очистки воды имеет трубу для выпуска воздуха или трубу для удаления воздуха, то могут возникать проблемы, такие как увеличенная высота и повышение производственных затрат вследствие его сложной структуры.
В дополнение к этому, продолжительность фильтрации картриджем для очистки воды предпочтительно должна быть короче, и скорость обработки также требуется увеличить.
В соответствии с вышеуказанным, целью данного изобретения является предоставление картриджа для очистки воды с превосходными водопроницаемостью и способностью к обработке.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ
Соответственно, данное изобретение относится к картриджу для очистки воды, располагаемому между резервуаром для исходной воды и резервуаром для очищенной воды водоочистителя и имеющему контейнер для размещения адсорбента и мембраны из полых волокон для фильтрования исходной воды. Такой картридж для очистки воды включает секцию адсорбера, в которой размещен адсорбент, и которая имеет секцию водосборника, через которую протекает вода, профильтрованная адсорбентом; секцию мембраны из полых волокон, в которой размещена мембрана из полых волокон и которая расположена на выпускной стороне секции адсорбера и секции водосборника; и отверстие для выпуска воздуха, расположенное на верхней стороне контейнера и соединенное с пространством в секции водосборника.
В соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения, предоставлен водоочиститель с установленным в нем картриджем для очистки воды.
ЭФФЕКТЫ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Посредством образования такой структуры, как указано выше, предоставляется картридж для очистки воды с превосходными водопроницаемостью и способностью к обработке в соответствии с данным изобретением.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1: вид поперечного сечения, схематически иллюстрирующий пример структуры картриджа для очистки воды в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения;
Фиг. 2: виды в плане сверху, схематически иллюстрирующие примеры структуры картриджа для очистки воды в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. З: вид поперечного сечения, схематически иллюстрирующий пример структуры картриджа для очистки воды в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 4: виды поперечного сечения, схематически иллюстрирующие примеры структуры картриджа для очистки воды в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 5: виды в плане сверху, схематически иллюстрирующие примеры структуры картриджа для очистки воды в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 6: виды поперечного сечения, схематически иллюстрирующие примеры структуры картриджа для очистки воды в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 7: вид поперечного сечения, схематически иллюстрирующий пример структуры картриджа для очистки воды в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 8: вид поперечного сечения, схематически иллюстрирующий структуру водоочистителя, в котором установлен картридж для очистки воды в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения;
Фиг. 9: вид поперечного сечения, схематически иллюстрирующий пример структуры обычного картриджа для очистки воды; и
Фиг. 10: вид поперечного сечения, схематически иллюстрирующий структуру водоочистителя, в котором установлен обычный картридж для очистки воды.
ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится к картриджу для очистки воды, который расположен между резервуаром для исходной воды и резервуаром для очищенной воды водоочистителя и снабжен контейнером для размещения адсорбента и мембраны из полых волокон для фильтрования исходной воды. Такой картридж для очистки воды содержит секцию адсорбента, в которой размещен адсорбент, и сформирована секция водосборника, через которую протекает вода, профильтрованная адсорбентом; секцию мембраны из полых волокон, в которой размещена мембрана из полых волокон и которая расположена ниже секции адсорбера и секции водосборника; и отверстие для выпуска воздуха, которое расположено на верхней стороне контейнера и соединено с пространством в секции водосборника, чтобы выпускать воздух. Посредством предоставления секции водосборника внутри секции адсорбера площадь, через которую вытекает вода, профильтрованная адсорбентом, становится больше на боковой поверхности секции адсорбера. В дополнение к этому, воздух, образуемый в секции мембраны из полых волокон, проходит по меньшей мере через секцию водосборника и выпускается наружу из отверстия для выпуска воздуха. Соответственно, достигается превосходная водопроницаемость. В результате, посредством применения структуры в соответствии с данным вариантом осуществления, предоставляется картридж для очистки воды с превосходными водопроницаемостью и способностью к обработке.
Ниже представлено подробное описание варианта осуществления данного изобретения, относящегося к картриджу для очистки воды при ссылках на сопроводительные чертежи. Однако данное изобретение не ограничивается вариантом осуществления, представленным ниже.
(Первый вариант осуществления)
Фиг. 1 представляет собой вид поперечного сечения, схематически иллюстрирующий структуру картриджа для очистки воды в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения. В данной заявке, верхнее и нижнее направления картриджа для очистки воды установлены на основании положения, в котором картридж вставлен в водоочиститель.
Как показано на Фиг. 1, картридж для очистки воды 100 имеет контейнер 102, в котором размещена секция 101 адсорбера, где расположен адсорбент, и размещена секция 108 мембраны из полых волокон, где расположена мембрана 109 из полых волокон. Секция 101 адсорбера расположена выше секции 108 мембраны из полых волокон. Секция 103 водосборника сформирована таким образом, что вертикально проходит через секцию 101 адсорбера, и нижний конец секции 103 водосборника соединен с секцией 108 мембраны из полых волокон. Другими словами, секция 101 адсорбера расположена на верхней стороне контейнера, секция 108 мембраны из полых волокон расположена на нижней стороне контейнера, и секция 103 водосборника сформирована таким образом, что вертикально проходит через секцию 101 адсорбера. Форма секции 103 водосборника не ограничивается особым образом, и может быть цилиндрической секцией, имеющей по существу круговое поперечное сечение, по существу эллиптическое поперечное сечение или по существу многоугольное поперечное сечение. Цилиндрическая форма с круговым поперечным сечением является предпочтительной. Выше секции 103 водосборника предоставляется секция 105 для улавливания воздуха, чтобы улавливать воздух, образуемый внутри. Воздух, образуемый внутри контейнера, достигает секции 105 для улавливания воздуха через секцию 103 водосборника. Однако данное изобретение не ограничивается такой структурой, и секция 103 водосборника может также функционировать как секция для улавливания воздуха (см. Фиг. 7). Секция 103 водосборника сформирована в центральной части горизонтального сечения секции 101 адсорбера и вертикально проходит через секцию 101 адсорбера.
Также, когда сумма площади поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной направлению силы тяжести, в секции 101 адсорбера (вертикальное направление на Фиг. 1) и площади поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной направлению силы тяжести, в секции водосборника определена как «А», тогда как площадь поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной направлению силы тяжести, в секции водосборника определена как «В», величина, полученная как «В/А» предпочтительно составляет 0,001-0,91. Если данная величина меньше, чем 0,001, падение давления может увеличиваться, а если данная величина больше чем 0,91, может происходить протекание воды по короткому пути. Кроме того, величина «В/А» предпочтительно составляет не более чем 0,64. Если величина «В/А» составляет не более чем 0,64, то достигается получение компактного картриджа для очистки воды.
Контейнер 102 образован главным образом цилиндрическим корпусом 102b для размещения фильтрующих материалов, верхней крышкой 102а, размещенной на верхнем конце корпуса 102b, и нижней крышкой 102с, размещенной на нижнем конце корпуса 102b. Однако контейнер в соответствии с данным вариантом осуществления не ограничивается такой структурой. Как показано на Фиг. 1, выступающая часть образована таким образом, чтобы предоставлять секцию для улавливания воздуха для верхней крышки 102а. Однако, как показано на Фиг. 7, также возможно опционально устанавливать секцию 103 водосборника для функционирования в качестве секции для улавливания воздуха вместо образования выступающей части в верхней крышке 102а. Для того, чтобы соединять верхнюю крышку 102а и корпус 102b, а также нижнюю крышку 102с и корпус 102b может быть использовано, например, склеивание или сваривание.
Верхняя крышка 102а имеет выступающую часть 112, которая образует секцию 105 для улавливания воздуха на секции 103 водосборника. В верхней части выступающей части 112 предоставлено отверстие 106 для выпуска воздуха, чтобы выпускать наружу воздух из секции 105 для улавливания воздуха. Более конкретно, отверстие 106 для выпуска воздуха предоставлено на верхней горизонтальной поверхности 121 выступающей части 112, а именно, в верхней части верхней крышки 102а. В дополнение к этому, отверстие для поступления исходной воды 104 сформировано на нижней горизонтальной поверхности 122 верхней крышки 102а, чтобы предоставить возможность поступления исходной воды из резервуара для исходной воды в контейнер. Другими словами, отверстие 106 для выпуска воздуха предоставлено на верхней части выступающей части 112, которая образует секцию 105 для улавливания воздуха, и отверстие 104 для поступления исходной воды предоставлено в стенке контейнера, расположенной между нижним концом выступающей части 112 и боковой стенкой контейнера. Отверстие 104 для поступления исходной воды предпочтительно образовано таким образом, что исходная вода протекает непосредственно в секцию 101 адсорбера через отверстие 104 для поступления исходной воды.
Секция 108 мембраны из полых волокон предоставлена на выпускной стороне секции 101 адсорбера и секции 103 водосборника. Мембрана 109 из полых волокон закреплена на нижнем конце корпуса 102b в контейнере посредством использования герметизирующей смолы 110, как показано на Фиг. 1. Оконечная часть мембраны 109 из полых волокон открыта на поверхности, противоположной поверхности, где герметизирующая смола 110 расположена в мембране 109 из полых волокон.
Секция 101 адсорбера и секция 108 мембраны из полых волокон отделены разделительной стенкой 107, имеющей отверстие 107а, соединяющее секцию 103 водосборника и секцию 108 мембраны из полых волокон.
В дополнение к этому, нижняя крышка 102с, расположенная на нижнем конце корпуса 102b, имеет отверстие 111 для выпуска очищенной воды, чтобы отводить полученную очищенную воду. Нижняя крышка 102с сформирована с небольшим наклоном вниз в направлении к сточному отверстию 111 для очищенной воды.
Исходная вода в резервуаре для исходной воды протекает из отверстия 104 для поступления исходной воды в секцию 101 адсорбера под действием силы тяжести. Вода, профильтрованная в секции 101 адсорбера, протекает от внутренней поверхности стенки секции 101 адсорбера в секцию 103 водосборника и затем протекает в секцию 108 мембраны из полых волокон из нижнего конца секции 103 водосборника. Затем, вода, которая протекла в секцию 108 мембраны из полых волокон дополнительно фильтруется мембраной 109 из полых волокон и вытекает из торцевого отверстия мембраны из полых волокон в направлении к отверстию для выпуска очищенной воды. Очищенная вода отводится из отверстия 111 для выпуска очищенной воды к резервуару для очищенной воды.
При применении вышеуказанной структуры, площадь, через которую вытекает вода, профильтрованная в секции адсорбера, образована таким образом, что она больше на внутренней боковой поверхности секции адсорбера, улучшая таким образом обрабатывающую способность картриджа для очистки воды. В дополнение к этому, поскольку воздух, образуемый в секции мембраны из полых волокон, проходит через секцию водосборника и секцию для улавливания воздуха, чтобы эффективно удаляться наружу из контейнера через отверстие для выпуска воздуха, водопроницаемость картриджа для очистки воды дополнительно улучшается. Соответственно, картридж для очистки воды, имеющий структуру в соответствии с данным вариантом осуществления, обладает превосходными водопроницаемостью и способностью к обработке.
Адсорбент размещен в секции 101 адсорбера. В качестве адсорбента могут быть использованы, например, волокнистые адсорбенты, порошковые адсорбенты, гранулированные адсорбенты, полученные формованием порошковых адсорбентов в виде частиц, и т.п. Примерами таких адсорбентов являются неорганические адсорбенты, такие как адсорбенты на основе природных продуктов (природный цеолит, серебряный цеолит, кислая белая глина и т.п.), и синтетические адсорбенты (синтетический цеолит, полимер, адсорбирующий бактерии, фосфатная руда, молекулярные сита, силикагель, алюмосиликатный гель, пористое стекло и т.п.).
Также, активированный уголь является предпочтительным в качестве адсорбента. Примерами активированного угля являются порошковый активированный уголь, гранулированный активированный уголь, волокнистый активированный уголь, активированный уголь в виде блоков, активированный уголь сформованный экструзией, прессованный активированный уголь, гранулированный
активированный уголь на композитной основе, волокнистый активированный уголь на композитной основе и т.п. Когда используют гранулированный активированный уголь, размер его частиц предпочтительно находится в интервале 0,07-2 мм. При применении гранулированного активированного угля с размером частиц не менее чем 0,07 мм, потеря давления уменьшается. Также, посредством применения гранулированного активированного угля с размером частиц не более чем 2 мм, достигается получение компактного картриджа для очистки воды.
В дополнение к этому, органические адсорбенты могут также быть использованы вместо неорганических адсорбентов. Примерами органических адсорбентов являются смолы, адсорбирующие молекулы, ионообменные смолы, ионообменные волокна, хелатные смолы, хелатные волокна, ультраабсорбирующие смолы, масловпитывающие смолы, поглотительные масла и т.п. Среди них, предпочтительно использовать активированный уголь, который обладает превосходной способностью к адсорбированию органических соединений, таких как остаточный хлор, плесневые запахи, тригалометаны и т.д., в исходной воде.
Кроме того, формованный адсорбент, например, формованный активированный уголь, предпочтительно используют в представляемом варианте осуществления. Формование выполняют, например, экструзией или прессованием в форме. Формованный активированный уголь образуют смешиванием гранулированного или волокнистого активированного угля со связующим. При применении формованного материала в качестве адсорбента легче образовать секцию адсорбера, и получают компактную структуру картриджа для очистки воды. В дополнение к этому, затраты на изготовление картриджа для очистки воды уменьшаются.
Другими предпочтительными адсорбентами являются ионообменные волокна, которые превосходны в отношении снижения жесткости воды и адсорбирования металлов, растворенных в воде. Примерами ионообменных волокон являются волокна сильнокислотных типов с группой сульфоновой кислоты в качестве ионообменной группы, слабокислотных типов с группой карбоновой кислоты в качестве ионообменной группы, сильноосновных типов с группой четвертичного аммония в качестве ионообменной группы, слабоосновных типов с аминогруппой в качестве ионообменной группы и т.п.
Кроме того, дехлорирующие агенты, превосходные в отношении удаления остаточного хлора, могут также быть использованы предпочтительным образом в качестве адсорбента. В качестве такого дехлорирующего агента предпочтительным является сульфит кальция вследствие того, что он способен к удалению хлора в течение продолжительного времени.
Адсорбенты могут быть использованы в единственном числе или в комбинации любых двух или более их видов.
Секция адсорбера предпочтительно расположена таким образом, что верхний конец секции адсорбера соприкасается с верхней стенкой контейнера. В дополнение к этому, секция адсорбера предпочтительно соприкасается с участками внутренней поверхности стенки контейнера, расположенными вокруг выступающей части 112 и верхней части секции адсорбера. А именно, как показано на Фиг. 1, секция адсорбера предпочтительно соприкасается с поверхностью стенки на нижней горизонтальной поверхности 122 верхней крышки 102а. Более конкретно, секция адсорбера предпочтительно соприкасается со стенкой контейнера от нижнего конца выступающей части 112, которая образует секцию 105 для улавливания воздуха, до боковой стенки контейнера. Посредством такого расположения, исходной воде эффективным образом предоставляется возможность поступления в секцию 103 водосборника через секцию 101 адсорбера из отверстия 104 для поступления исходной воды, сформированного в стенке контейнера, расположенной выше секции адсорбера.
Мембраны из полых волокон не ограничиваются особым образом, однако их примеры включают различные материалы на основе целлюлозы, полиолефина (полиэтилена, полипропилена), поливинилового спирта, сополимера этилена и винилового спирта, полиэфира, полиметилметакрилата (РММА), полисульфона, полиакрилонитрила, политетрафторэтилена (тефлона, зарегистрированный товарный знак), поликарбоната, полиэстера, полиамида и ароматического полиамида. Среди них, мембраны из полых волокон на основе полиолефина, такого как полиэтилен и полипропилен, являются предпочтительными с точки зрения простоты обращения и технологичности мембран из полых волокон, а также простоты избавления в качестве отходов, например, сжиганием.
Мембрана из полых волокон не ограничивается какими-либо конкретными размерами, однако предпочтительно имеет внешний диаметр 20-2000 мкм, диаметр отверстий 0,01-1 мкм, пористость 20-90% и толщину 5-300 мкм. В дополнение к этому, мембрана из полых волокон предпочтительно является такой мембраной, которая имеет на своей поверхности гидрофильную группу, так называемой гидрофильной мембраной из полых волокон.
Кроме того, площадь поверхности мембраны из полых волокон предпочтительно составляет 0,1-1 м2. Посредством установки площади поверхности мембраны из полых волокон при 0,1 м2 или более проницаемость увеличивается. В дополнение к этому, посредством установки площади поверхности мембраны из полых волокон при 1 м2 или менее, получаемый картридж для очистки воды является компактным.
Отверстие для поступления исходной воды предоставлено на верхней части контейнера таким образом, чтобы предоставлять возможность исходной воде в резервуаре для исходной воды поступать в контейнер. Исходная вода, которая поступила в контейнер из отверстия для поступления исходной воды, протекает в секцию адсорбера. Форма отверстия для поступления исходной воды не ограничивается особым образом и может быть, например, круговой, эллиптической, многоугольной или нерегулярной. Фиг. 2 показывает примеры формы и расположения отверстия для поступления исходной воды. Как показано на Фиг. 2(а), несколько отверстий для поступления исходной воды может быть предоставлено на верхней стороне контейнера поблизости от боковой стенки контейнера. В качестве альтернативы, как показано на Фиг. 2(b), отверстие для поступления исходной воды может быть предоставлено на верхней стороне контейнера поблизости от боковой стенки контейнера при образовании его в кольцеобразной форме, концентричной круговой форме контейнера, видной в горизонтальном направлении. В таком примере, отверстие для поступления исходной воды сформировано в области, например, от боковой стенки контейнера к средней точке между боковой стенкой контейнера и боковой поверхностью выступающей части 112. Посредством расположения отверстия для поступления исходной воды в такой области исходная вода эффективно фильтруется в секции адсорбера.
Отверстие для поступления исходной воды не ограничивается каким-либо конкретным типом, однако может быть сформировано с применением сетчатого материала, как показано на Фиг. 2, поскольку такой материал делает возможным эффективное прохождение исходной воды, однако затрудняет прохождение через него любого адсорбента. Материал для такого сетчатого элемента не ограничивается особым образом, и могут быть использованы металлический материал и материал на основе смолы. Кроме того, предпочтительно применять сетчатый элемент, имеющий отверстия меньше минимального размера частиц адсорбента. В дополнение к этому, когда используют формованный адсорбент, не требуется применять сетчатый элемент для впускного отверстия для воды.
Одно или несколько отверстий для поступления исходной воды формируют по выбору в качестве альтернативных вариантов. Кроме того, форма отверстия для поступления исходной воды предпочтительно увеличена таким образом, чтобы не препятствовать скорости фильтрования.
Форма отверстия для выпуска воздуха не ограничивается особым образом, и она может быть круговой, эллиптической или многоугольной. В качестве альтернативы, она может быть нерегулярной.
Форма отверстия для выпуска воздуха может быть выбрана подходящим образом. Например, диаметр может быть установлен не менее чем 0,6 мм для отверстия для выпуска воздуха. Когда диаметр отверстия для выпуска воздуха установлен при 0,6 мм или более, воздух своевременно выпускается наружу. При этом диаметр отверстия для выпуска воздуха означает диаметр, когда оно представляет собой круг, большую ось, когда оно представляет собой эллипс и наибольшую диагональную линию, когда оно представляет собой многоугольник. Когда форма является нерегулярной, диаметр означает наибольшую ширину. Предусмотрено по меньшей мере одно отверстие для выпуска воздуха, однако может быть и несколько отверстий для выпуска воздуха.
Форма контейнера не ограничивается особым образом, и может быть, например, цилиндрической формой с по существу круговым поперечным сечением, с по существу эллиптическим поперечным сечением или с по существу многоугольным поперечным сечением. Среди них, цилиндрическая форма с по существу круговым поперечным сечением является предпочтительной.
Кроме того, как показано на Фиг. 6(а), канавка для размещения эластичного элемента 150, такого как уплотнение, может быть сформирована на верхней части корпуса 102b. Соответственно, когда картридж для очистки воды расположен в секции водоочистителя для размещения картриджа, получают герметичную структуру при применении эластичного элемента 150 для плотного прилегания. Когда используют такую герметичную структуру, картридж плотно установлен в секции 202b для размещения картриджа внутреннего контейнера 202, как показано на Фиг. 8.
Фиг. 8 представляет собой вид, показывающий пример структуры водоочистителя, в котором установлен картридж 500 для очистки воды, показанный на Фиг. 6(а).
Водоочиститель 200, показанный на Фиг. 8, является так называемым водоочистителем кувшинного типа. Водоочиститель 200 образован главным образом резервуаром 204 для исходной воды, в который подается и размещается исходная вода, такая как водопроводная вода, картриджем 500 для очистки воды, установленным на дне резервуара 204 для исходной воды, и резервуаром для очищенной воды 203, расположенным ниже резервуара 204 для исходной воды и картриджа 500 для очистки воды. Исходная вода, размещенная в резервуаре 204 для исходной воды, протекает вниз через картридж 500 для очистки воды под действием силы тяжести и своего собственного веса и очищается. Затем очищенная вода стекает вниз к резервуару 203 для очищенной воды.
Водоочиститель 200 образован цилиндрическим внешним контейнером 201, имеющим открытый верхний конец и дно, и цилиндрическим внутренним контейнером 202, имеющим открытый верхний конец и дно, который вставлен через верхнее торцевое отверстие внешнего контейнера 201 и размещен внутри внешнего контейнера 201. Внутренний контейнер 202 установлен таким образом, что расположен примерно на половине глубины внешнего контейнера 201 или выше и образует вышеуказанный резервуар 204 для исходной воды во внутреннем контейнере 202 посредством плотного прилегания к верхней половине внешнего контейнера 201, за исключением заданного пространства 205. В дополнение к этому, резервуар 203 для очищенной воды образован между донной стенкой 202а внутреннего контейнера 202 и донной стенкой 201а внешнего контейнера 201. Пространство 205 сформировано таким образом, что вытянуто вверх от резервуара 203 для очищенной воды с тем, чтобы функционировать в качестве носика, когда очищенную воду разливают.
Верхняя крышка 206 закреплена в верхнем торцевом отверстии внутреннего контейнера 202. Например, в центре верхней крышки 206 сформировано отверстие для подачи воды и предоставлена откидная крышка, чтобы закрывать сверху данное отверстие для подачи воды.
В дополнение к этому, отверстие, сформированное на верхнем конце пространства 205, функционирует в качестве носика, и крышка 207 носика предоставлена поверх данного носика.
На донной стенке 202а внутреннего контейнера образована секция 202b для размещения, чтобы размещать картридж для очистки воды, и донная стенка 202а внутреннего контейнера образована с небольшим наклоном вниз в направлении к секции 202b для размещения. Секция 202b для размещения картриджа для очистки воды углублена от донной стенки 202а внутреннего контейнера в резервуар для очищенной воды. Картридж 500 для очистки воды вставляют сверху, чтобы закрепить в секции 202b для размещения. В центре дна секции 202b для размещения образовано отверстие. Через секцию 202b для размещения и отверстие в дне, а именно, через картридж 500 для очистки воды, установленный в секции 202b для размещения, резервуар 204 для исходной воды соединен с резервуаром 203 для очищенной воды, расположенным ниже. (Второй пример)
Как показано на Фиг. 3, секция 103 водосборника может быть выполнена таким образом, что имеет структурный элемент 130 водосборника с отверстием 131 для выпуска потока, образованным на внутренней боковой поверхности секции 101 адсорбера. Отверстие 131 для выпуска потока образовано таким образом, что вода, профильтрованная секцией 101 адсорбера, протекает в секцию 103 водосборника. Отверстие 131 для выпуска потока предпочтительно сформировано таким образом, что не допускает возможности прохождения через него адсорбента. Отверстие 131 для выпуска потока образовано, например, с помощью сетчатого элемента. В качестве варианта возможно формирование нескольких отверстий 131 для выпуска потока на боковой поверхности секции 103 водосборника.
Если формованный материал, такой как прессованный активированный уголь или т.п., используют в качестве адсорбента, вышеуказанная структура не является необходимой. Однако, если используют гранулированный адсорбент или т.п., такой адсорбент поддерживают в секции адсорбера, посредством применения такого структурного элемента 130 водосборника, как описано выше.
(Третий вариант осуществления)
Фиг. 4 показывает примеры картриджа для очистки воды, образованного между боковой поверхностью секции адсорбера и боковой стенкой контейнера и имеющего проход для поступления исходной воды, чтобы предоставить возможность исходной воде в резервуаре для исходной воды поступать в контейнер.
Фиг. 4(а) представляет собой вид, показывающий пример структуры картриджа для очистки воды в соответствии с данным вариантом осуществления, в котором секция 101 адсорбера образована с применением формованного материала в качестве адсорбента. На Фиг. 4(а), проход 141 для поступления исходной воды образован между боковой поверхностью секции 101 адсорбера и боковой стенкой корпуса 102b. Верхний конец прохода 141 для поступления исходной воды открыт на нижней горизонтальной поверхности 122 верхней крышки 102а, и исходная вода в резервуаре для исходной воды протекает из отверстия 140 в контейнер. Проход 141 для поступления исходной воды образован между секцией 101 адсорбера и корпусом 102b и вытянут до достижения разделительной стенки 107. При этом отверстие 140 может также рассматриваться как элемент структуры, соответствующий вышеуказанному отверстию для поступления исходной воды. А именно, проход для поступления исходной воды может быть связан с отверстием для поступления исходной воды и может быть расположен между боковой поверхностью секции адсорбера и боковой стенкой контейнера.
Исходная вода, которая поступила в проход 141 для поступления исходной воды, поступает в секцию 101 адсорбера от боковой поверхности секции 101 адсорбера, фильтруется и вытекает в секцию 103 водосборника.
Посредством применения структуры по данному варианту осуществления секция 101 адсорбера более эффективно используется для фильтрации. А именно, когда проход для поступления исходной воды расположен на боковой поверхности секции адсорбера, нижняя сторона секции адсорбера также вносит эффективный вклад в фильтрование, делая возможным использование всей секции адсорбера для фильтрования. Соответственно, способность к обработке дополнительно улучшается.
В дополнение к этому, как показано на Фиг. 4(b), когда используют гранулированный адсорбент, секция 101 адсорбера снабжена структурным элементом 130 водосборника и структурным элементом 132 боковой поверхности адсорбера. Поверхностный структурный элемент 132 со стороны адсорбера имеет отверстие 133 для поступления потока, через которое исходная вода в проходе 141 для поступления исходной воды может поступать в секцию 101 адсорбера.
Проход 141 для поступления исходной воды предпочтительно расположен между боковой поверхностью секции 101 адсорбера и боковой стенкой контейнера и составляет весь путь к нижней части секции адсорбера, предпочтительно к нижнему концу. А именно, проход 141 для поступления исходной воды предпочтительно образован вдоль боковой поверхности секции адсорбера.
Хотя это не показано на сопроводительных чертежах, также возможно в качестве варианта формирование отверстия 104 для поступления исходной воды, чтобы предоставить возможность исходной воде из резервуара для исходной воды поступать в секцию 101 адсорбера, даже когда образован проход 141 для поступления исходной воды.
Кроме того, как показано на Фиг. 4(с), посредством расположения трубы для выпуска воздуха в секции 103 водосборника, вода, профильтрованная в секции 101 адсорбера, протекает через секцию 103 водосборника, образованную между секцией 101 адсорбера и трубой для выпуска воздуха, тогда как воздух, образуемый в секции 108 мембраны из полых волокон, проходит через трубу для выпуска воздуха, чтобы эффективно выпускаться через отверстие для выпуска воздуха. Соответственно, водопроницаемость картриджа для очистки воды улучшается. В картридже 500 для очистки воды, показанном на Фиг. 4(с), сформирована труба 113 для выпуска воздуха, которая проходит вертикально через секцию 103 водосборника. В дополнение к этому, труба 113 для выпуска воздуха сформирована таким образом, что достигает секции для улавливания воздуха, сформированной в виде выступающей части. Отверстие для выпуска воздуха в секцию для улавливания воздуха (также называемое отверстием для удаления воздуха) предоставлено в верхней части трубы 113 для выпуска воздуха. Воздух, проходящий через трубу 113 для выпуска воздуха и секцию 103 водосборника и улавливаемый в секции для улавливания воздуха, выпускается наружу из отверстия для выпуска воздуха, предоставленного на вершине секции для улавливания воздуха. Такое отверстие для удаления воздуха предпочтительно сформировано выше, чем верхний конец секции 101 адсорбера.
Фиг. 5 показывает примеры формы и места расположения верхнего торцевого отверстия 140 прохода 141 для поступления исходной воды. Как показано на Фиг. 5(b), также возможно в качестве варианта расположение нескольких проходов 141 для поступления исходной воды вдоль боковой стенки контейнера. В дополнение к этому, проход 141 для поступления исходной воды предпочтительно расположен вдоль боковой стенки контейнера в окружном направлении в целом, а именно, вдоль боковой поверхности секции адсорбера.
Когда формованный материал применяют в качестве секции адсорбера, проход 141 для поступления исходной воды может быть сформирован посредством регулирования расстояния между боковой стенкой контейнера и секцией адсорбера. В качестве альтернативы, проход для поступления исходной воды может быть сформирован в секции абсорбера посредством вырезания требуемой части во время процесса формования или после формования секции абсорбера. Посредством применения формованного адсорбента, в соответствии с данным вариантом осуществления также получают компактный картридж для очистки воды с упрощенной структурой.
В проходе 141 для поступления исходной воды, расстояние в горизонтальном направлении от боковой поверхности секции 101 адсорбера до боковой стенки контейнера предпочтительно составляет 0,5-20 мм, более предпочтительно 1-10 мм, еще более предпочтительно 2-6 мм.
ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
101 секция адсорбера
102 контейнер
102а верхняя крышка
102b корпус
102с нижняя крышка
103 секция водосборника
104 отверстие для поступления исходной воды
104′ отверстие для поступления исходной воды (сетчатый элемент)
105 секция для улавливания воздуха
106 отверстие для выпуска воздуха
107 разделительная стенка
108 секция мембраны из полых волокон
109 мембрана из полых волокон
110 герметизирующая смола
111 отверстие для выпуска очищенной воды
112 выступающая часть
113 труба для выпуска воздуха
121 верхняя горизонтальная поверхность выступающей части
122 нижняя горизонтальная поверхность выступающей части
130 структурный элемент водосборника
131 отверстие для выпуска потока
132 структурный элемент боковой поверхности адсорбера
133 отверстие для поступления потока
140 верхнее торцевое отверстие прохода для поступления исходной воды
141 проход для поступления исходной воды
150 эластичный элемент
200 водоочиститель
201 внешний контейнер
202 внутренний контейнер
203 резервуар для очищенной воды
204 резервуар для исходной воды
205 пространство
206 верхняя крышка
207 крышка носика.
1. Картридж для очистки воды, располагаемый между резервуаром для исходной воды и резервуаром для очищенной воды водоочистителя и имеющий контейнер для размещения адсорбента и мембраны из полых волокон для фильтрования исходной воды, содержащий:
секцию адсорбера, в которой расположен адсорбент, и которая имеет предусмотренную внутри нее секцию водосборника, через которую протекает вода, профильтрованная адсорбентом, причем секция водосборника имеет цилиндрическую форму и сформирована вертикально, таким образом, что проходит через секцию адсорбера;
секцию мембраны из полых волокон, в которой размещена мембрана из полых волокон, и которая расположена на выпускной стороне секции адсорбера и секции водосборника; и
отверстие для выпуска воздуха, расположенное на верхней стороне контейнера и соединенное с пространством в секции водосборника,
при этом картридж для очистки воды выполнен таким образом, что вода, профильтрованная адсорбентом, протекает через боковую поверхность секции адсорбера в секцию водосборника.
2. Картридж для очистки воды по п. 1, в котором контейнер имеет выступающую часть, которая соединена с секцией водосборника и которая образует часть для сбора воздуха, и в котором отверстие для выпуска воздуха предоставлено в верхней части выступающей части.
3. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором исходная вода протекает из секции адсорбера к секции водосборника и затем вытекает из нижнего конца секции водосборника в секцию мембраны из полых волокон.
4. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором воздух, образуемый в секции мембраны из полых волокон, проходит через секцию водосборника и выпускается наружу через отверстие для выпуска воздуха.
5. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором секция адсорбера сформирована с использованием формованного адсорбента.
6. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором секция адсорбера образована с использованием адсорбента, который является гранулированным активированным углем с размером частиц 0,07-2 мм.
7. Картридж для очистки воды по п. 5, в котором верхняя часть секции адсорбера сформирована таким образом, что соприкасается с верхней стенкой контейнера.
8. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, дополнительно содержащий разделительную стенку, которая разделяет секцию адсорбера и секцию мембраны из полых волокон и имеет отверстие, чтобы соединять секцию водосборника и секцию мембраны из полых волокон.
9. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором контейнер имеет отверстие для поступления исходной воды на верхней части секции адсорбера таким образом, чтобы предоставить возможность исходной воде из резервуара для исходной воды поступать в секцию адсорбера.
10. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, дополнительно содержащий проход для поступления исходной воды, который сформирован между боковой поверхностью секции адсорбера и боковой стенкой контейнера и который предназначен для предоставления возможности исходной воде из резервуара для исходной воды поступать в контейнер.
11. Картридж для очистки воды по п. 10, в котором проход для поступления исходной воды сформирован вдоль боковой поверхности секции адсорбера.
12. Картридж для очистки воды по п. 10, в котором проход для поступления исходной воды сформирован таким образом, что покрывает боковую поверхность секции адсорбера.
13. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, дополнительно содержащий отверстие для выпуска очищенной воды, расположенное на нижней стороне секции мембраны из полых волокон, чтобы отводить полученную очищенную воду в резервуар для очищенной воды.
14. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором форма секции адсорбера является по существу цилиндрической.
15. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором мембрана из полых волокон закреплена в контейнере посредством использования герметизирующей смолы, и оконечная часть мембраны из полых волокон открыта на поверхности, противоположной поверхности, где расположена герметизирующая смола.
16. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором, когда сумма площади поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной направлению силы тяжести, в секции адсорбера и площади поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной направлению силы тяжести, в секции водосборника определена как «А», тогда как площадь поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной направлению силы тяжести, в секции водосборника определена как «В», величина, полученная при «В/А», имеет значение 0,001-1.
17. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором площадь мембраны из полых волокон имеет значение 0,1-1 м2.
18. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, дополнительно содержащий внутри секции водосборника трубу для выпуска воздуха.
19. Картридж для очистки воды по п. 1 или 2, в котором форма секции водосборника является по существу цилиндрической.
20. Водоочиститель, содержащий картридж для очистки воды по п. 1 или 2.
