(57)【要約】【課題】簡易でコンパクトな構成でありながら、処理フローの変化に容易に対応できる弁を提供する。【解決手段】弁箱２は、内筒４とこれを取り囲む外筒５との間に、環状の中空部６を備える。この中空部６は、内筒４の軸方向一端部７において閉塞されている。外筒５には、その周側壁に前記中空部６との連通口が設けられ、軸方向他端部に仕切プレート３４が設けられる。弁箱２の周側壁には、クランクシャフト１１が水密状態で通される。筒状の弁体３は、クランクシャフト１１に設けたクランク１６に、コネクティングロッド１７を介して接続される。クランクシャフト１１の回転に伴い弁体３が内筒４に沿って移動することで、内筒４内と中空部６との連通が切り替えられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒とこれを取り囲む外筒との間に環状の中空部が形成され、前記外筒の周側壁に前記中空部との連通口が設けられた弁箱と、
この弁箱の周側壁に水密状態で通されるクランクシャフトと、
このクランクシャフトに設けたクランクにコネクティングロッドを介して接続され、前記クランクシャフトの回転に伴い前記内筒に沿って移動することで、前記内筒内と前記中空部との連通を切り替える筒状の弁体と
を備えることを特徴とする弁。
【請求項２】
前記内筒と前記外筒とは、同心円状に配置された円筒状とされ、
前記内筒と前記外筒との間の前記中空部は、前記内筒の軸方向一端部において閉塞されており、
前記外筒の軸方向他端部に設けられる仕切プレートと、前記内筒の軸方向他端部との隙間を、円筒状の前記弁体の周側壁で開閉することで、前記内筒内と前記中空部との連通を切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の弁。
【請求項３】
前記弁箱は、同一構成の他の弁箱と前記仕切プレートを介して接続可能とされ、
この仕切プレートは、前記各弁箱の外筒の内周部にはめ込まれると共に、前記弁体の端部を受け入れ可能な円環状の受入れ部を有し、
前記仕切プレートの外周部と前記各外筒の内周部との間に設けられるガスケットにより、前記仕切プレートと前記各外筒との隙間が封止され、
前記受入れ部に設けられるパッキンにより、前記弁体の外周部と前記受入れ部との隙間が封止され、
前記内筒に設けられるパッキンにより、前記弁体の外周部と前記内筒との隙間が封止される
ことを特徴とする請求項２に記載の弁。
【請求項４】
前記仕切プレートは、前記受入れ部よりも径方向内側領域と径方向外側領域との内、いずれか一方の領域において前記弁箱間を連通する
ことを特徴とする請求項３に記載の弁。
【請求項５】
前記コネクティングロッドの先端に球状部が設けられ、
この球状部を回転自在に受ける軸受部が、円筒状の前記弁体の中空穴の中央部にアームを介して保持された
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の弁。
【請求項６】
前記クランクシャフトは、前記弁箱の周側壁から径方向内側へ差し込まれ、
前記クランクは、前記クランクシャフトの先端部に設けられ、前記クランクシャフトと偏心しつつも平行に突出するクランクピンを備え、
前記コネクティングロッドは、基端部に形成された軸受穴が、前記クランクピンに回転自在にはめ込まれて保持される
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の弁。
【請求項７】
前記弁体は、前記クランクピンが前記弁箱の軸方向両側に配置される二位置でのみ停止して、前記内筒内と前記中空部との連通を切り替える
ことを特徴とする請求項６に記載の弁。
【請求項８】
エゼクタを構成するノズルとディフューザとの内、一方が前記仕切プレートの中央穴に設けられ、他方が前記弁体の中空穴に設けられ、
前記弁体の開放状態において、前記ノズルから前記ディフューザへ流体を吐出することで、前記弁箱の連通口から流体を吸引可能とされた
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の弁。
【請求項９】
前記クランクシャフトの基端部には、前記クランクシャフトの軸線と同心円上に９０度ごとに突出バーが設けられ、
前記弁箱と平行な軸線まわりに回転するカムの突起で、前記突出バーを介して前記クランクシャフトが回転される
ことを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の弁。
【請求項１０】
前記弁体が開放状態または閉鎖状態で維持される間、隣接する前記突出バー間の隙間に、前記カムの周側面から突出する平板部が挟まれることで、前記クランクシャフトの回転が規制される
ことを特徴とする請求項９に記載の弁。
【請求項１１】
前記弁箱の周側壁には、その周方向へ長軸を配置した楕円形状の穴を形成して、前記連通口が設けられる
ことを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の弁。
【請求項１２】
請求項２〜１１のいずれか１項に記載の弁を複数用いて構成される流体処理装置であって、
複数の前記弁箱が前記仕切プレートを介して積み重ねられた状態で、軸方向両端部の弁箱またはそれに設けられる端部材間を架け渡す通しボルトにより、前記各弁箱が前記各仕切プレートを介して互いに水密状態で軸方向に位置決めされる
ことを特徴とする流体処理装置。
【請求項１３】
前記各弁箱と前記各仕切プレートとは、互いに係合する凹凸により、周方向に位置決めされる
ことを特徴とする請求項１２に記載の流体処理装置。
【請求項１４】
イオン交換樹脂が充填されると共に上下および中央部に出入口を有する樹脂筒と、前記イオン交換樹脂の再生用塩水が貯留される塩水タンクと共に用いられて軟水器を構成し、
第一通水弁、第二通水弁、バイパス弁、再生弁、逆洗弁、再生排水弁、水洗弁および塩水弁を備え、
前記第一通水弁、前記第二通水弁、前記バイパス弁、前記再生弁、前記逆洗弁、前記再生排水弁および前記水洗弁は、それぞれ請求項２〜７のいずれか１項に記載の弁から構成され、
前記塩水弁は、前記仕切プレートの中央穴に前記ノズルが設けられる一方、前記弁体の中空穴に前記ディフューザが設けられた請求項８に記載の弁から構成され、その弁箱の軸方向一端部に二つの第一開口を有し、軸方向他端部の第二開口が原水供給口に接続され、周側部の連通口が前記塩水タンクに接続され、
前記再生排水弁は、その弁箱の軸方向一端部の第一開口が閉塞される一方、軸方向他端部の第二開口が前記樹脂筒の中央部に接続され、周側部の連通口が排水口に接続され、
軸方向一端部に第一開口、軸方向他端部に第二開口、および周側部に連通口を有する請求項２〜７のいずれか１項に記載の弁が六つ、その弁箱間をそれぞれ前記仕切プレートを介して接続されることで、前記水洗弁、前記再生弁、前記第二通水弁、前記バイパス弁、前記第一通水弁および前記逆洗弁が順次に設けられ、
前記水洗弁と前記再生弁とは、前記水洗弁の第二開口と前記再生弁の第一開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向内側領域において弁箱間が連通され、
前記再生弁と前記第二通水弁とは、前記再生弁の第二開口と前記第二通水弁の第一開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向内側領域において弁箱間が連通され、
前記第二通水弁と前記バイパス弁とは、前記第二通水弁の第二開口と前記バイパス弁の第一開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向外側領域において弁箱間が連通され、
前記バイパス弁と前記第一通水弁とは、前記バイパス弁の第二開口と前記第一通水弁の第二開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向外側領域において弁箱間が連通され、
前記第一通水弁と前記逆洗弁とは、前記第一通水弁の第一開口と前記逆洗弁の第二開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向内側領域において弁箱間が連通され、
前記水洗弁の第一開口は、前記樹脂筒の下部に接続され、
前記水洗弁の連通口は、排水口に接続され、
前記再生弁の連通口は、前記塩水弁の第一開口の一方に接続され、
前記第二通水弁の連通口は、軟水または原水の出口とされ、
前記バイパス弁の連通口は、閉塞されており、
前記第一通水弁の連通口は、原水供給口に接続され、
前記逆洗弁の連通口は、排水口に接続され、
前記逆洗弁の第一開口は、前記樹脂筒の上部と、前記塩水弁の第一開口の他方とに接続される
ことを特徴とする請求項１３に記載の流体処理装置。
【請求項１５】
前記第一通水弁と同様に開閉される増設第一通水弁、前記第二通水弁と同様に開閉される増設第二通水弁、および前記バイパス弁と同様に開閉される増設バイパス弁をさらに備え、
軸方向一端部に第一開口、軸方向他端部に第二開口、および周側部に連通口を有する請求項２〜７のいずれか１項に記載の弁が三つ、その弁箱間をそれぞれ前記仕切プレートを介して接続されることで、前記増設第二通水弁、前記増設バイパス弁および前記増設第一通水弁が順次に設けられ、
前記増設第二通水弁と前記増設バイパス弁とは、前記増設第二通水弁の第二開口と前記増設バイパス弁の第一開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向外側領域において弁箱間が連通され、
前記増設バイパス弁と前記増設第一通水弁とは、前記増設バイパス弁の第二開口と前記増設第一通水弁の第二開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向外側領域において弁箱間が連通され、
前記増設第二通水弁の第一開口は、前記樹脂筒の下部に接続され、
前記増設第二通水弁の連通口は、軟水または原水の出口とされ、
前記増設バイパス弁の連通口は、閉塞されており、
前記増設第一通水弁の連通口は、原水供給口に接続され、
前記増設第一通水弁の第一開口は、前記樹脂筒の上部に接続される
ことを特徴とする請求項１４に記載の流体処理装置。
【請求項１６】
前記水洗弁、前記再生弁、前記第二通水弁、前記バイパス弁、前記第一通水弁および前記逆洗弁が順次に接続された第一弁列と、前記増設第二通水弁、前記増設バイパス弁および前記増設第一通水弁が順次に接続された第二弁列とが並列に配置され、
これら各弁列の各弁は、各弁列間に配置した共通のカム軸に設けた各カムにて開閉を制御される
ことを特徴とする請求項１５に記載の流体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流路の開閉や切換えに用いられる弁と、これを用いた各種の流体処理装置とに関するものである。流体処理装置には、イオン交換樹脂を用いた軟水器の他、濾過器などの水処理装置が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
従来、イオン交換樹脂を用いた軟水器が知られている。この種の軟水器では、原水がイオン交換樹脂に通されると、原水中に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの硬度分が、イオン交換樹脂のナトリウムイオンと交換される。このようにして、原水中の硬度分がイオン交換樹脂に吸着され除去されることで、原水を軟化させることができる。
【０００３】
軟水器は、イオン交換樹脂に結合していたナトリウムイオンを、原水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの硬度分と交換するものであるから、硬度分の除去には限界がある。そこで、その限界に達する前に、イオン交換樹脂に塩水（塩化ナトリウム水溶液）を通して、交換能力の回復が図られる。これは、イオン交換樹脂の再生と呼ばれる。
【０００４】
軟水器は、原水の軟化工程とイオン交換樹脂の再生工程など、各工程に応じて流路が変更される。そのために、通常、イオン交換樹脂が充填された樹脂筒の上部に流路制御弁が設けられ、この流路制御弁により各工程に応じた流路が規定される。
【０００５】
流路制御弁として、従来、下記特許文献１に開示されるものが知られている。この特許文献１に開示される発明では、複数の流路が形成されたケーシング（１）に、弁体としてのピストン（６）を上下動させて、流路が切り換えられる。
【０００６】
しかしながら、このような構成では、処理フローの変化に全く対応できない。また、複雑な処理フローを実現しようとすれば、ピストンを長くする必要がある。さらに、圧力損失の低い弁を作ろうとすると、一つの弁箱に複数の弁機能を持たせる構成では、大型になり過ぎ、製作が困難となる。
【０００７】
このような点を考慮して、一つの弁箱に一つの弁体を有する弁を複数用いることも考えられるが、弁間を接続する配管が必要となり、コンパクトに構成することができない。
【０００８】
ところで、出願人は、先に、下記特許文献２に開示されるように、円筒状の弁体（１２）を、その軸線に沿って配置した弁棒（２５）で上下動させて、弁体（１２）の一端面（１６）と弁座（２１）との間で流路を開閉する弁を提案している。しかしながら、この場合も、複数の弁を用いるには、弁間に配管が必要である。特に、円筒状の弁体（１２）の端面を弁座（２１）へ押し当てて止水する構成では、弁体（１２）付きの弁箱（２）を積み重ねることができないので、構成が大掛かりになり易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６４−６７２９４号公報
【特許文献２】特開２００８−１１５９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明が解決しようとする課題は、簡易でコンパクトな構成でありながら、処理フローの変化に容易に対応できる弁とこれを用いた流体処理装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、内筒とこれを取り囲む外筒との間に環状の中空部が形成され、前記外筒の周側壁に前記中空部との連通口が設けられた弁箱と、この弁箱の周側壁に水密状態で通されるクランクシャフトと、このクランクシャフトに設けたクランクにコネクティングロッドを介して接続され、前記クランクシャフトの回転に伴い前記内筒に沿って移動することで、前記内筒内と前記中空部との連通を切り替える筒状の弁体とを備えることを特徴とする弁である。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、筒状の弁箱内に筒状の弁体が設けられ、弁箱の周側壁を通されるクランクシャフトにより、コネクティングロッドを介して弁体が動かされる。これにより、弁箱を構成する内筒と外筒との間の中空部と、内筒内との連通が弁体によって切り替えられる。弁箱の上部開口、弁箱の下部開口、および弁箱の周側部の連通口の内、いずれか二ヶ所以上を用いて、流路の開閉または切換えが可能となる。このように、簡易な構成でコンパクトに弁を構成することができる。また、複数の弁を用いて、処理フローの変化に容易に対応することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記内筒と前記外筒とは、同心円状に配置された円筒状とされ、前記内筒と前記外筒との間の前記中空部は、前記内筒の軸方向一端部において閉塞されており、前記外筒の軸方向他端部に設けられる仕切プレートと、前記内筒の軸方向他端部との隙間を、円筒状の前記弁体の周側壁で開閉することで、前記内筒内と前記中空部との連通を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の弁である。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、弁箱の内筒および外筒と、その内筒に沿って移動する弁体とは、それぞれ円筒状とされ、同心円状に配置される。また、外筒の軸方向他端部に設けられる仕切プレートと、内筒の軸方向他端部との隙間が、円筒状の弁体の周側壁で開閉される。このように、簡易な構成でコンパクトに弁を構成することができる。また、複数の弁を用いて、処理フローの変化に容易に対応することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記弁箱は、同一構成の他の弁箱と前記仕切プレートを介して接続可能とされ、この仕切プレートは、前記各弁箱の外筒の内周部にはめ込まれると共に、前記弁体の端部を受け入れ可能な円環状の受入れ部を有し、前記仕切プレートの外周部と前記各外筒の内周部との間に設けられるガスケットにより、前記仕切プレートと前記各外筒との隙間が封止され、前記受入れ部に設けられるパッキンにより、前記弁体の外周部と前記受入れ部との隙間が封止され、前記内筒に設けられるパッキンにより、前記弁体の外周部と前記内筒との隙間が封止されることを特徴とする請求項２に記載の弁である。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、仕切プレートを介して弁箱同士を接続して、複数の弁を連結することができる。弁間の配管が不要であるから、簡易でコンパクトに連結することができる。また、仕切プレートと外筒との隙間、弁体と仕切プレートとの隙間、および弁体と内筒との隙間が、それぞれに設けたガスケットまたはパッキンにより封止される。この際、これらシール部材には、弁の軸方向ではなく径方向への押圧力が主として作用するので、流体圧力が高くても、容易で確実に封止を図ることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記仕切プレートは、前記受入れ部よりも径方向内側領域と径方向外側領域との内、いずれか一方の領域において前記弁箱間を連通することを特徴とする請求項３に記載の弁である。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、隣接する弁箱間は、仕切プレートにおける弁体の受入れ部よりも径方向内側領域と径方向外側領域との内、いずれか一方の領域において連通される。このような仕切プレートを用いて複数の弁を連結することで、多様な処理フローに対応できる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記コネクティングロッドの先端に球状部が設けられ、この球状部を回転自在に受ける軸受部が、円筒状の前記弁体の中空穴の中央部にアームを介して保持されたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の弁である。
【００２０】
スライダクランク機構では、ピストンが摺動する際、周方向の位置により摩擦抵抗が異なるため、摺動抵抗が大きくなる。これに対し、請求項５に記載の発明によれば、ピストンとしての弁体は、球面軸受より周方向へ回転し得る。これにより、弁体の摺動抵抗が低減され、弁体を駆動するためのモータを小型化できる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、前記クランクシャフトは、前記弁箱の周側壁から径方向内側へ差し込まれ、前記クランクは、前記クランクシャフトの先端部に設けられ、前記クランクシャフトと偏心しつつも平行に突出するクランクピンを備え、前記コネクティングロッドは、基端部に形成された軸受穴が、前記クランクピンに回転自在にはめ込まれて保持されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の弁である。
【００２２】
自動車のエンジンに代表されるように、通常、クランクシャフトは両持ちで支持される。そのため、コネクティングロッドは、クランクシャフトへの取付部を二つ割りされて、クランクピンに取り付けられる。これに対し、請求項６に記載の発明によれば、クランクシャフトは片持ちで支持されるので、そのクランクピンにコネクティングロッドの軸受穴をはめ込んで取り付けることができる。これにより、クランクシャフトへのコネクティングロッドの接続を、容易で確実に行うことができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、前記弁体は、前記クランクピンが前記弁箱の軸方向両側に配置される二位置でのみ停止して、前記内筒内と前記中空部との連通を切り替えることを特徴とする請求項６に記載の弁である。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、ピストンとしての弁体は、上死点および下死点でのみ停止する。これにより、弁体が停止状態から動き始める際のトルクの低減を図ることができる。また、上死点および下死点を停止位置とすれば、クランクの停止位置が多少ずれても、弁体の停止位置が大きく狂うのが防止される。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、エゼクタを構成するノズルとディフューザとの内、一方が前記仕切プレートの中央穴に設けられ、他方が前記弁体の中空穴に設けられ、前記弁体の開放状態において、前記ノズルから前記ディフューザへ流体を吐出することで、前記弁箱の連通口から流体を吸引可能とされたことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の弁である。
【００２６】
従来の軟水器は、流路制御弁のエゼクタとは別に、塩水タンクに塩水弁を備える。そして、塩水弁は、イオン交換樹脂の再生時やその後の塩水タンクへの補水時に、流路制御弁とは別に開閉を制御される。たとえば、イオン交換樹脂の再生時には、塩水弁を開けた状態で、エゼクタに原水を通すことで、塩水タンクから塩水が吸引され、樹脂筒内へ供給される。これに対し、請求項８に記載の発明によれば、弁体は、塩水タンクとの連通を切り替えると共に、開放状態ではエゼクタが構成される。従って、省スペース化を図ることができる。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、前記クランクシャフトの基端部には、前記クランクシャフトの軸線と同心円上に９０度ごとに突出バーが設けられ、前記弁箱と平行な軸線まわりに回転するカムの突起で、前記突出バーを介して前記クランクシャフトが回転されることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の弁である。
【００２８】
通常、カムフェースにはサインカーブが用いられるが、クランクを１８０度動かして弁を開閉しようとすれば、圧力角が４５度以上となり、回転の伝達ができない。これに対し、請求項９に記載の発明によれば、クランクシャフトの四つの突出バーを、カムの突起で回転させることで、クランクを１８０度動かして弁を開閉することも容易となる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、前記弁体が開放状態または閉鎖状態で維持される間、隣接する前記突出バー間の隙間に、前記カムの周側面から突出する平板部が挟まれることで、前記クランクシャフトの回転が規制されることを特徴とする請求項９に記載の弁である。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、突出バー間の隙間にカムの平板部が挟まれている間、クランクシャフトの回転が規制されることで、弁体は開放状態または閉鎖状態で確実に維持される。
【００３１】
請求項１１に記載の発明は、前記弁箱の周側壁には、その周方向へ長軸を配置した楕円形状の穴を形成して、前記連通口が設けられることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の弁である。
【００３２】
弁箱内を通される流体の圧力により、弁箱の周側壁は径方向外側への圧力を受ける。従って、円筒状の弁箱の周側壁に円形の連通口を開けた場合、連通口は周方向両側へ広がろうとする。これに対し、請求項１１に記載の発明によれば、連通口は、弁箱の周方向へ長軸を配置した楕円形状とされるので、変形が抑制される。
【００３３】
請求項１２に記載の発明は、請求項２〜１１のいずれか１項に記載の弁を複数用いて構成される流体処理装置であって、複数の前記弁箱が前記仕切プレートを介して積み重ねられた状態で、軸方向両端部の弁箱またはそれに設けられる端部材間を架け渡す通しボルトにより、前記各弁箱が前記各仕切プレートを介して互いに水密状態で軸方向に位置決めされることを特徴とする流体処理装置である。
【００３４】
請求項１２に記載の発明によれば、複数の弁箱が仕切プレートを介して積み重ねられた状態で、通しボルトにより一体化される。従って、弁同士の接続を容易に行うことができる。また、弁箱間に配管が不要であるから、コンパクトな構成とすることができる。さらに、仮に各弁箱にフランジを設け、そのフランジ同士を重ね合わせて、ボルトナットで接続する場合には、弁箱内を通される流体の圧力により、フランジへの負担が大きいが、フランジ間をボルトナットで接続しないのでそのような不都合はない。
【００３５】
請求項１３に記載の発明は、前記各弁箱と前記各仕切プレートとは、互いに係合する凹凸により、周方向に位置決めされることを特徴とする請求項１２に記載の流体処理装置である。
【００３６】
請求項１３に記載の発明によれば、弁箱と仕切プレートとの周方向の位置決めを容易に行うことができる。
【００３７】
請求項１４に記載の発明は、イオン交換樹脂が充填されると共に上下および中央部に出入口を有する樹脂筒と、前記イオン交換樹脂の再生用塩水が貯留される塩水タンクと共に用いられて軟水器を構成し、第一通水弁、第二通水弁、バイパス弁、再生弁、逆洗弁、再生排水弁、水洗弁および塩水弁を備え、前記第一通水弁、前記第二通水弁、前記バイパス弁、前記再生弁、前記逆洗弁、前記再生排水弁および前記水洗弁は、それぞれ請求項２〜７のいずれか１項に記載の弁から構成され、前記塩水弁は、前記仕切プレートの中央穴に前記ノズルが設けられる一方、前記弁体の中空穴に前記ディフューザが設けられた請求項８に記載の弁から構成され、その弁箱の軸方向一端部に二つの第一開口を有し、軸方向他端部の第二開口が原水供給口に接続され、周側部の連通口が前記塩水タンクに接続され、前記再生排水弁は、その弁箱の軸方向一端部の第一開口が閉塞される一方、軸方向他端部の第二開口が前記樹脂筒の中央部に接続され、周側部の連通口が排水口に接続され、軸方向一端部に第一開口、軸方向他端部に第二開口、および周側部に連通口を有する請求項２〜７のいずれか１項に記載の弁が六つ、その弁箱間をそれぞれ前記仕切プレートを介して接続されることで、前記水洗弁、前記再生弁、前記第二通水弁、前記バイパス弁、前記第一通水弁および前記逆洗弁が順次に設けられ、前記水洗弁と前記再生弁とは、前記水洗弁の第二開口と前記再生弁の第一開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向内側領域において弁箱間が連通され、前記再生弁と前記第二通水弁とは、前記再生弁の第二開口と前記第二通水弁の第一開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向内側領域において弁箱間が連通され、前記第二通水弁と前記バイパス弁とは、前記第二通水弁の第二開口と前記バイパス弁の第一開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向外側領域において弁箱間が連通され、前記バイパス弁と前記第一通水弁とは、前記バイパス弁の第二開口と前記第一通水弁の第二開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向外側領域において弁箱間が連通され、前記第一通水弁と前記逆洗弁とは、前記第一通水弁の第一開口と前記逆洗弁の第二開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向内側領域において弁箱間が連通され、前記水洗弁の第一開口は、前記樹脂筒の下部に接続され、前記水洗弁の連通口は、排水口に接続され、前記再生弁の連通口は、前記塩水弁の第一開口の一方に接続され、前記第二通水弁の連通口は、軟水または原水の出口とされ、前記バイパス弁の連通口は、閉塞されており、前記第一通水弁の連通口は、原水供給口に接続され、前記逆洗弁の連通口は、排水口に接続され、前記逆洗弁の第一開口は、前記樹脂筒の上部と、前記塩水弁の第一開口の他方とに接続されることを特徴とする請求項１３に記載の流体処理装置である。
【００３８】
請求項１４に記載の発明によれば、複数の弁、イオン交換樹脂が充填された樹脂筒、および再生用塩水が貯留される塩水タンクにより、軟水器が構成される。この軟水器は、塩水弁と再生排水弁とを除き、可能な限り同一構成の弁が、軸方向の向きを適宜反転されつつ、仕切プレートを介して接続される。これにより、部品を共通化して、製造コストを低減することができる。
【００３９】
請求項１５に記載の発明は、前記第一通水弁と同様に開閉される増設第一通水弁、前記第二通水弁と同様に開閉される増設第二通水弁、および前記バイパス弁と同様に開閉される増設バイパス弁をさらに備え、軸方向一端部に第一開口、軸方向他端部に第二開口、および周側部に連通口を有する請求項２〜７のいずれか１項に記載の弁が三つ、その弁箱間をそれぞれ前記仕切プレートを介して接続されることで、前記増設第二通水弁、前記増設バイパス弁および前記増設第一通水弁が順次に設けられ、前記増設第二通水弁と前記増設バイパス弁とは、前記増設第二通水弁の第二開口と前記増設バイパス弁の第一開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向外側領域において弁箱間が連通され、前記増設バイパス弁と前記増設第一通水弁とは、前記増設バイパス弁の第二開口と前記増設第一通水弁の第二開口とが仕切プレートを介して接続され、その仕切プレートの前記受入れ部よりも径方向外側領域において弁箱間が連通され、前記増設第二通水弁の第一開口は、前記樹脂筒の下部に接続され、前記増設第二通水弁の連通口は、軟水または原水の出口とされ、前記増設バイパス弁の連通口は、閉塞されており、前記増設第一通水弁の連通口は、原水供給口に接続され、前記増設第一通水弁の第一開口は、前記樹脂筒の上部に接続されることを特徴とする請求項１４に記載の流体処理装置である。
【００４０】
請求項１５に記載の発明によれば、増設第一通水弁、増設第二通水弁および増設バイパス弁を別途設け、第一通水弁、第二通水弁およびバイパス弁と同様に開閉するだけで、流量の増加に対応することができる。
【００４１】
さらに、請求項１６に記載の発明は、前記水洗弁、前記再生弁、前記第二通水弁、前記バイパス弁、前記第一通水弁および前記逆洗弁が順次に接続された第一弁列と、前記増設第二通水弁、前記増設バイパス弁および前記増設第一通水弁が順次に接続された第二弁列とが並列に配置され、これら各弁列の各弁は、各弁列間に配置した共通のカム軸に設けた各カムにて開閉を制御されることを特徴とする請求項１５に記載の流体処理装置である。
【００４２】
請求項１６に記載の発明によれば、第一弁列と第二弁列とを共通のカム軸の回転で制御することができ、簡易でコンパクトな構成とすることができる。
【発明の効果】
【００４３】
この発明の弁とこれを用いた流体処理装置によれば、簡易でコンパクトな構成でありながら、処理フローの変化に容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の弁の一実施例を示す縦断面図であり、正面から見た状態を示している。
【図２】本発明の弁の一実施例を示す縦断面図であり、側面から見た状態を示している。
【図３】本発明の弁の一実施例の第一仕切プレートを示す縦断面図である。
【図４】本発明の弁の一実施例の第二仕切プレートを示す縦断面図である。
【図５】本発明の弁の一実施例の第三仕切プレートを示す縦断面図である。
【図６】弁箱への仕切プレートの取付状態を示す斜視図である。
【図７】図１におけるVII−VII断面図である。
【図８】図１の弁の変形例の使用状態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の流体処理装置としての軟水器に用いられる流路制御弁の一例を示す概略平面図である。
【図１０】図９の流路制御弁の側面図である。
【図１１】図９におけるXI−XI断面図である。
【図１２】図９におけるXII−XII断面図である。
【図１３】図９におけるXIII−XIII断面図である。
【図１４】図９におけるXIV−XIV断面図である。
【図１５】本発明の流体処理装置としての軟水器の通水工程を示す図である。
【図１６】図１５における流路制御弁の状態を示す図である。
【図１７】本発明の流体処理装置としての軟水器の逆洗工程を示す図である。
【図１８】図１７における流路制御弁の状態を示す図である。
【図１９】本発明の流体処理装置としての軟水器の再生工程を示す図である。
【図２０】図１９における流路制御弁の状態を示す図である。
【図２１】本発明の流体処理装置としての軟水器の押出工程を示す図である。
【図２２】図２１における流路制御弁の状態を示す図である。
【図２３】本発明の流体処理装置としての軟水器の水洗工程を示す図である。
【図２４】図２３における流路制御弁の状態を示す図である。
【図２５】本発明の流体処理装置としての軟水器の補水工程を示す図である。
【図２６】図２５における流路制御弁の状態を示す図である。
【図２７】図１の弁の弁箱の変形例を示す概略縦断面図である。
【図２８】図２７の弁箱の左側面図である。
【図２９】図１の弁の変形例を示す概略縦断面図であり、弁の閉鎖状態を示している。
【図３０】図２９の弁の開放状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４６】
図１および図２は、本発明の弁の一実施例を示す縦断面図であり、図１は正面から見た状態、図２は側面から見た状態を示している。弁１は、弁箱２と弁体３とを備える。弁箱２は、内筒４とこれを取り囲む外筒５とを備える。内筒４は、外筒５の中空穴内で、外筒５の軸方向中途部に保持される。内筒４と外筒５とは、典型的には一体形成される。内筒４と外筒５とは、本実施例では、それぞれ円筒状とされ、同心円状に配置される。これにより、内筒４と外筒５との間には、円環状の中空部６が形成される。この中空部６は、内筒４の軸方向一端部（図１では下部）において閉塞（閉塞部７）される一方、内筒４の軸方向他端部（図１では上部）において開口される。
【００４７】
弁箱２には、外筒５の軸方向両端部に、拡径部８，８が形成される。この拡径部８において、弁箱２は軸方向両側へ開口する。各拡径部８は、互いに同一の形状および大きさに形成される。弁箱２には、外筒５の周側壁に、前記中空部６との連通口９が設けられる。本実施例では、外筒５の周側壁に径方向外側へ突出して短管１０が設けられ、この短管１０の中空穴が外筒５の周側壁を貫通して前記中空部６との連通口９とされる。なお、本実施例では、短管１０は、後述するクランクシャフト１１の軸線と直角方向に配置され、外筒５と一体形成される。このようにして、弁箱２は、軸方向一端部に第一開口１２、軸方向他端部に第二開口１３、および周側部に連通口９が形成される。
【００４８】
弁体３は、本実施例では円筒状とされ、軸方向他端部の外周部は先細りの傾斜面１４に形成される。弁体３は、内筒４の内側にはめ込まれ、内筒４の軸線に沿って動かされる。本実施例では、内筒４の内周面に周方向等間隔に複数のリブ１５，１５，…が設けられており、各リブ１５は内筒４の径方向内側へ僅かに突出すると共に、内筒４の軸方向へ沿って形成されている。これにより、円筒状の弁体３は、各リブ１５の径方向内側への突出先端部に案内されて、内筒４の軸線に沿って移動可能とされる。
【００４９】
弁体３は、クランクシャフト１１に設けたクランク１６にコネクティングロッド１７を介して接続される。これにより、クランクシャフト１１の回転に伴い、弁体３は内筒４に沿って動かされる。弁箱２には、径方向（図１では左右方向）に対向した二ヶ所に、軸受穴１８，１８が貫通して形成されている。各軸受穴１８は、前記中空部６の軸方向一端部の閉塞部７（内筒４と外筒５との連結部）と一体に、その真下に形成されている。
【００５０】
弁箱２の軸受穴１８には、クランクシャフト１１が回転自在にはめ込まれる。この際、弁箱２とクランクシャフト１１との隙間は、Ｏリングなどのパッキン１９により封止される。クランクシャフト１１は、弁箱２の径方向両側の軸受穴１８，１８を架け渡すように設けられてもよいが、本実施例ではいずれか一方の軸受穴１８にのみ通され、他方の軸受穴１８はプラグ２０で閉塞される。弁箱２とプラグ２０との隙間も、Ｏリング２１などにより封止される。
【００５１】
クランクシャフト１１の先端部には、クランク１６が設けられる。クランク１６は、クランクシャフト１１の先端部にキー２２を介して一体回転可能にはめ込まれ、クランクシャフト１１の先端面にねじ込まれるボルト２３で固定される。クランク１６は、クランクシャフト１１の径方向外側へアーム状に延出し、その延出部にクランクピン２４を備える。クランクピン２４は、クランクシャフト１１と偏心するが、クランクシャフト１１の軸線と平行に配置される。クランクピン２４には、コネクティングロッド１７の基端部が、その軸受穴２５をはめ込まれて、抜け止めリング２６で保持される。これにより、コネクティングロッド１７の基端部は、クランクピン２４に回転自在に保持される。
【００５２】
コネクティングロッド１７の先端部は、本実施例では球面軸受を介して、弁体３に保持される。具体的には、コネクティングロッド１７の先端部は、球状部２７に形成されており、弁体３の中空穴の中央部に設けた軸受部２８に保持される。この軸受部２８は、そこから放射状に延出する複数のアーム２９，２９，…にて、弁体３の周側壁に保持される。
【００５３】
軸受部２８は、図１において、下方へのみ開口する凹部３０を備え、この凹部３０の上面は円錐台形状に形成されている。球状部２７は、その略半分が凹部３０に収容された状態で、第一円環状リング３１および第二円環状リング３２で脱落不能に保持される。第一円環状リング３１は、その中央穴が球状部２７の直径よりも小径で、二つ割りされて構成される。また、第一円環状リング３１の内周面は、球状部を保持するのに適した球帯面または傾斜面に形成されている。一方、第二円環状リング３２は、その中央穴が球状部２７の直径よりも大径に形成されている。軸受部２８の下面には、第一円環状リング３１を介して、第二円環状リング３２が重ね合わされる。そして、両円環状リング３１，３２を介して軸受部２８に下方からボルト３３をねじ込むことで、両リング３１，３２が軸受部２８に保持される。これにより、コネクティングロッド１７の球状部２７が、弁体３の軸受部２８に回転自在に保持される。
【００５４】
弁箱２の拡径部８には、仕切プレート３４が設けられる。仕切プレート３４は、図１において二点鎖線で示すように、他の弁箱２との接続にも用いられる。すなわち、本実施例では、弁１，１同士は、仕切プレート３４を介して互いに接続可能とされる。その際、接続しようとする弁１，１同士は、少なくとも弁箱２の拡径部８が同一構成とされる。典型的には、弁箱２と弁体３とから構成される弁１そのもの、あるいは弁箱２が、同一構成とされる。いずれにしても、弁箱２，２同士は、その軸方向端面を突き合わせられ、両者の拡径部８，８間が仕切プレート３４で接続される。
【００５５】
仕切プレート３４は、接続しようとする各弁箱２の拡径部８にはめ込まれると共に、弁体３の軸方向他端部を受け入れ可能な円環状の受入れ部３５を有する。仕切プレート３４の外周部には、軸方向へ離隔した二ヶ所に、それぞれＯリングなどのガスケット３６，３６が設けられる。これにより、弁箱２の拡径部８に仕切プレート３４の外周部がはめ込まれた際には、ガスケット３６により仕切プレート３４と外筒５との隙間が封止される。
【００５６】
弁体３は、クランクシャフト１１の回転に伴い、仕切プレート３４の受入れ部３５と、内筒４の軸方向他端部との隙間を開閉する。すなわち、弁体３は、仕切プレート３４の受入れ部３５へ突入すると、内筒４内と中空部６との連通を遮断する一方、仕切プレート３４の受入れ部３５から退避すると、内筒４内と中空部６との連通を許容する。
【００５７】
仕切プレート３４の前記受入れ部３５の内周部には、円環状のパッキン３７が設けられている。これにより、弁体３が受入れ部３５に突入した状態では、弁体３の外周部と受入れ部３５との隙間が封止される。一方、内筒４の軸方向他端部には、Ｏリングなどのパッキン３８が設けられている。これにより、弁体３の外周部と内筒４との隙間が封止される。
【００５８】
仕切プレート３４は、弁箱２，２同士を接続すると共に、弁体３の受入れ部３５を有する限り、その構成は適宜に変更される。通常、受入れ部３５よりも径方向内側領域と径方向外側領域とのいずれか一方の領域に、弁箱２，２同士の連通穴３９を有する。
【００５９】
図３から図５は、それぞれ仕切プレート３４を示す縦断面図である。いずれの仕切プレート３４も、円筒部４０を備え、この円筒部４０の外周面に、二つの円環状溝４１，４１が形成されている。各円環状溝４１は、断面矩形状で、仕切プレート３４の軸方向へ離隔して平行に配置される。そして、各円環状溝４１には、Ｏリングなどのガスケット３６がはめ込まれる。
【００６０】
図３に示される第一仕切プレート４２は、円筒部４０の内周部に、円環状の隔壁４３を有する。図３において、隔壁４３は、径方向内側へ行くに従って下方へ傾斜した後、径方向内側へ水平に延出して円環状水平部４４を有する。そして、隔壁４３の上下面には、それぞれ周方向等間隔にリブ４５，４５，…が設けられる。各リブ４５は、仕切プレート３４の径方向へ配置される垂直板状とされ、隔壁４３と円筒部４０とを連結する。隔壁４３の内周部には、円環状のパッキン３７が、パッキン押え板４６により保持される。パッキン押え板４６は、円環状の板材であり、隔壁４３の円環状水平部４４に重ね合わされ、ボルト４７により固定される。これにより、パッキン３７は、その外周部が隔壁４３とパッキン押え板４６とに設けたパッキン溝４８に挟まれて保持され、内周部が隔壁４３（円環状水平部４４）およびパッキン押え板４６よりも径方向内側へ僅かに突出する。第一仕切プレート４２では、円環状水平部４４の内側が、弁体３の受入れ部３５とされる。また、円環状の隔壁４３の中央穴が、弁箱２，２同士の連通穴３９とされる。
【００６１】
図４に示される第二仕切プレート４９は、円筒部４０の中空穴の中央部に隔壁４３を有する。図４において、隔壁４３は、円板状で、その外周部は下方へ僅かに延出した後、径方向外側へ水平に延出して円環状水平部４４を有する。そして、隔壁４３の外周部には、周方向等間隔にリブ４５，４５，…が設けられる。各リブ４５は、仕切プレート３４の径方向へ配置される垂直板状とされ、隔壁４３と円筒部４０とを連結する。これにより、リブ４５，４５間において、仕切プレート３４の上下が連通される。隔壁４３の円環状水平部４４の内周部には、前記第一仕切プレート４２と同様に、パッキン押え板４６によりパッキン３７が保持される。第二仕切プレート４９でも、円環状水平部４４の内側が、弁体３の受入れ部３５とされる。また、円筒部４０と円板状の隔壁４３との隙間が、弁箱２，２同士の連通穴３９とされる。
【００６２】
図５に示される第三仕切プレート５０は、円筒部４０の中空穴の中央部に隔壁４３を有する。図５において、隔壁４３は、円板状で、その外周部は上下へ僅かに延出して、円環状水平部４４，４４を有する。そして、隔壁４３の外周部には、周方向等間隔にリブ４５，４５、…が設けられる。各リブ４５は、仕切プレート３４の径方向へ配置される垂直板状とされ、隔壁４３と円筒部４０とを連結する。これにより、リブ４５，４５間において、仕切プレート３４の上下が連通される。上下の円環状水平部４４，４４の内周部には、それぞれ前記第一仕切プレート４２と同様に、パッキン押え板４６によりパッキン３７が保持される。第三仕切プレート５０では、上下の円環状水平部４４の内側が、それぞれ弁体３の受入れ部３５とされる。つまり、第三仕切プレート５０は、弁箱２の軸方向他端部（第二開口１３）同士を突き合わせて接続する際に用いられ、各弁箱２に設けられた弁体３の軸方向他端部の受入れ部３５が形成されている。また、第三仕切プレート５０では、円筒部４０と円板状の隔壁４３との隙間が、弁箱２，２同士の連通穴３９とされる。
【００６３】
ところで、図１では、上下に三つの弁箱２，２，２が、それぞれ仕切プレート３４，３４を介して接続されている。その際、中央の弁箱２と上方の弁箱２とは、第二仕切プレート４９を介して接続されており、中央の弁箱２と下方の弁箱２とは、第一仕切プレート４２を介して接続させている。従って、中央の弁箱２と上方の弁箱２とは、受入れ部３５の径方向外側において連通され、中央の弁箱２と下方の弁箱２とは、受入れ部３５の径方向内側において連通される。但し、いずれの弁箱２，２間をいずれの仕切プレート３４（４２，４９，５０）で接続するかは、処理フローに応じて適宜に設定される。つまり、いずれの弁箱２，２間も、所望の仕切プレート３４にて接続可能とされる。
【００６４】
図６は、弁箱２への仕切プレート３４の取付状態を示す斜視図である。ここでは、第一仕切プレート４２を取り付けた状態を示しているが、その他の仕切プレート４９，５０の場合も同様である。この図に示すように、仕切プレート３４の軸方向中央部の外周部には、径方向外側へ延出して略矩形板状の凸部５１が設けられている。一方、弁箱２の軸方向両端部には、略矩形状の凹部５２が切り欠かれている。
【００６５】
従って、凹部５２に凸部５１を係合しつつ、弁箱２に仕切プレート３４を取り付けることができる。仕切プレート３４を介して弁箱２，２同士を接続する際には、各弁箱２の凹部５２に共通の仕切プレート３４の凸部５１が係合される。弁箱２の周方向の所定位置に凹部５２を形成しておくことで、連通口９の向きを揃えて弁箱２，２同士を接続することができる。弁箱２の周方向に複数の凹部５２を形成しておくことで、連通口９の向きを弁箱２により所望に変えることができる。たとえば、弁箱２の径方向に対向する二ヶ所に、それぞれ凹部５２，５２を設けておけば、連通口９の向きを所望により１８０度変えることができる。
【００６６】
図１において、クランクシャフト１１を一方向へ回転させると、コネクティングロッド１７を介して、弁体３が上下に移動可能とされる。本実施例では、図１において、クランクピン２４が最も上方へ配置された状態が、弁１の閉鎖状態とされる。つまり、その状態では、仕切プレート３４の受入れ部３５と内筒４の上端部との隙間が、弁体３の周側壁で閉じられる。一方、図１において、クランクピン２４が最も下方へ配置された状態が、弁１の開放状態とされる。つまり、その状態では、仕切プレート３４の受入れ部３５と内筒４の上端部との隙間が開けられる。本実施例では、弁体３は、このような二位置でのみ停止され、内筒４内と中空部６との連通を切り替える。
【００６７】
クランクシャフト１１は、カム５３などを用いて自動で、または手動で回転される。クランクシャフト１１を手動で回転させるには、クランクシャフト１１の基端部にレバーなどの操作部（図示省略）を設ければよい。一方、自動で回転させる場合について説明すると、図１では、クランクシャフト１１の基端部に設けた突出バー５４，５４，…が、カム５３に設けた突起５５で回転される。具体的には、クランクシャフト１１の基端部には、その軸線と同心円上に９０度ごとに突出バー５４，５４，…が設けられる。各突出バー５４は、同一の形状および大きさとされ、クランクシャフト１１の基端側へ突出する。一方、弁箱２の外側には、弁箱２と平行にカム軸５６が設けられ、そのカム軸５６にカム５３が固定される。カム５３は、カム軸５６と同心の円筒状とされ、上端部に径方向外側へのフランジ５７を有する。そして、カム５３には、周方向の所望箇所に、フランジ５７から下方へ突起５５が設けられる。
【００６８】
従って、モータ（図示省略）などを用いてカム軸５６を回転させれば、カム５３の突起５５により突出バー５４が押されて、クランクシャフト１１が回転される。突起５５の有無および形成位置に応じて、弁体３に所望の開閉動作を行わせることができる。弁体３を開放状態または閉鎖状態で維持する際には、クランクシャフト１１を回転させないように、その間だけ突起５５を設置しなければよい。この際、図７に示すように、隣接する突出バー５４，５４間の隙間に、カム５３の周側面から突出する平板部５８が挟まれることで、クランクシャフト１１の回転を規制するのが好ましい。なお、図７は、図１におけるVII−VII断面図である。
【００６９】
ところで、図１において、二点鎖線で示すように、複数のカム５３，５３，…を共通のカム軸５６に設けて、各カム５３により複数の弁１を開閉させてもよい。しかも、一つの弁列だけでなく、複数の弁列にも対応可能である。すなわち、図１では、複数の弁１，１，…が上下に接続された弁列が一つだけ示されているが、それ以外の弁列を設け、両弁列を共通のカム軸５６で作動させてもよい。図１における二点鎖線で示されたカム５３は、そのために存在する。
【００７０】
本実施例の弁１によれば、弁箱２の周側壁を通されるクランクシャフト１１により、コネクティングロッド１７を介して弁体３が動かされる。これにより、外筒５の軸方向他端部に設けられる仕切プレート３４と、内筒４の軸方向他端部との隙間が、弁体３の周側壁で開閉される。弁箱２の第一開口１２、第二開口１３、および周側部の連通口９の内、いずれか二ヶ所以上を用いて、流路の開閉または切換えが可能となる。
【００７１】
また、仕切プレート３４を介して弁箱２，２同士を接続して、複数の弁１，１を連結することができる。この際、弁１，１間の配管が不要であるから、簡易でコンパクトに連結することができる。また、仕切プレート３４と外筒５との隙間、弁体３と仕切プレート３４との隙間、および弁体３と内筒４との隙間が、それぞれに設けたガスケット３６またはパッキン３７，３８により封止される。この際、これらシール部材には、弁１の軸方向ではなく径方向への押圧力が主として作用するので、流体圧力が高くても、容易で確実に封止を図ることができる。
【００７２】
また、第一仕切プレート４２、第二仕切プレート４９および第三仕切プレート５０などの内、所望の仕切プレートを用いて、隣接する弁箱２，２間を接続することで、多様な処理フローに対応することができる。
【００７３】
また、コネクティングロッド１７と弁体３とは、球面軸受により接続される。これにより、シールリング（内筒４のパッキン３８）に対する弁体３の摺動抵抗が低減され、弁体３を駆動するためのモータを小型化できる。すなわち、一般的なスライダクランク機構では、ピストンはピンでコネクティングロッドと連結される。その場合、ピストンがシールリングを摺動する際、周方向の位置により摩擦抵抗が異なるため、ピストンは周方向へねじれようとする。しかし、ピストンとコネクティングロッドとはピンで連結されているため、ピストンは周方向へ回転できず、ピストン摺動時の抵抗が大きくなる。ところが、本実施例の弁１では、ピストンとしての弁体３は、球面軸受より周方向へ回転し得るので、そのような不都合が回避される。
【００７４】
また、本実施例の弁１では、クランクシャフト１１やクランクピン２４は、片持ちで支持される。従って、コネクティングロッド１７は、クランクピン２４への接続部を二つ割りすることなく取り付けることができる。具体的には、コネクティングロッド１７の軸受穴２５をクランクピン２４にはめ込んで取り付けるだけでよい。
【００７５】
また、本実施例の弁１では、ピストンとしての弁体３は、上死点および下死点でのみ停止する。これにより、弁体３が停止状態から動き始める際のトルクの低減を図ることができる。また、上死点および下死点を停止位置とすれば、クランク１６の停止位置が多少ずれても、弁体３の停止位置が大きく狂うのが防止される。
【００７６】
さらに、弁体３を駆動させるためのカム５３について言えば、従来は、通常、カムフェースにはサインカーブが用いられている。この場合、クランク１６を１８０度動かして弁１を開閉しようとすれば、圧力角が４５度以上となり、回転の伝達ができない。これに対し、本実施例の弁１では、クランクシャフト１１の四つの突出バー５４，５４，…を、カム５３の二つの突起５５，５５で９０度ずつ回転させることで、クランク１６を１８０度動かして弁１を開閉することも容易となる。
【００７７】
図８は、前記実施例の弁１の変形例の使用状態を示す縦断面図である。この弁１は、基本的には前記実施例と同様であるが、構造の一部および形状において前記実施例と異なる。特に、エゼクタ機能を有する点で、前記実施例と異なる。ここでは、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００７８】
図８において、弁１は、図１とは上下を反転されて配置されている。すなわち、弁箱２は、第一開口１２を上方へ向けて配置し、第二開口１３を下方へ向けて配置される。弁箱２は、前記実施例と比べて上下に細長く形成されており、その周側壁には、内筒４と外筒５との閉塞部７より下方位置に連通口９が設けられるだけでなく、内筒４と外筒５との閉塞部７より上方位置にも所望により開口５９が設けられる。
【００７９】
第二開口１３には、前記実施例と同様に、仕切プレート３４が設けられる。この仕切プレート３４は、図３に示される第一仕切プレート４２と同様に、中央部に連通穴３９を有する。この連通穴３９は、下方から上方へ向けて順に、第一穴６０、第二穴６１および第三穴６２に分けられる。第一穴６０は、ねじ穴に形成されている。第二穴６１は、第一穴６０および第三穴６２よりも小径に形成されている。第三穴６２は、弁体３の受入れ部３５とされ、前記第一仕切プレート４２と同様に、パッキン３７がパッキン押え板４６により取り付けられる。
【００８０】
仕切プレート３４の連通穴３９には、第一穴６０の上部から第二穴６１と対応した位置に、ノズル６３が設けられる。ノズル６３は、下方に配置される基端側が段付き円柱部６４とされる一方、上方に配置される先端部が先細りの円錐部６５とされ、その円錐部６５の先端部にはさらに先端側へ延出して細い円管部６６が形成されている。ノズル６３には、その軸線に沿って、貫通穴６７が形成されている。この貫通穴６７は、上部が前記円管部６６の中空穴とされ、その下部は下方へ行くに従って拡径する円錐穴６８とされている。
【００８１】
このような構成のノズル６３は、段付き円柱部６４の内、大径部が第一穴６０の上部に配置され、小径部が第二穴６１に配置されて、仕切プレート３４に取り付けられる。その際、その小径部と第二穴６１との隙間は、Ｏリングで封止される。また、仕切プレート３４へのノズル６３の取付状態では、ノズル６３の円錐部６５および円管部６６が、第三穴６２へ突出して配置される。
【００８２】
図８の弁１も、図１の弁１と同様に、クランクシャフト１１のクランク１６には、コネクティングロッド１７を介して、円筒状の弁体３が連結される。この際、円筒状の弁体３の上端面に軸受部２８が設けられ、この軸受部２８にコネクティングロッド１７の球状部２７が保持される。これにより円筒状の弁体３の上部開口が閉塞されてしまうが、その代わりに、円筒状の弁体３の上部の周側壁には、周方向複数箇所に切欠き６９，６９，…が形成されている。弁体３は、切欠き６９が形成されない下部の周側壁が、内筒４のパッキン３８と接触して動かされる。
【００８３】
円筒状の弁体３の中空穴の下部には、ディフューザ７０が設けられている。このディフューザ７０は、その軸線に沿って貫通穴７１が形成されている。この貫通穴７１は、下端部が丸穴とされる一方、上部が上方へ行くに従って拡径した円錐穴とされている。
【００８４】
弁１の閉鎖状態では、図８に示すように、弁体３は最も下方に配置され、弁体３の周側壁にて、仕切プレート３４と内筒４との隙間が閉塞される。この状態では、ノズル６３の先端部（円管部６６）は、ディフューザ７０の貫通穴７１の丸穴部に突入される。一方、弁１の開放状態では、弁体３は最も上方に配置され、仕切プレート３４と内筒４との隙間が開放される（図２０）。この状態では、ノズル６３の先端部とディフューザ７０とが適正距離だけ離隔して、エゼクタが構成される。従って、ノズル６３からディフューザ７０へ流体を噴出すると、連通口９から流体が吸引される。そして、ノズル６３から噴出された流体、および連通口９から吸引された流体は、弁箱２の上部に設けられた二つの開口１２，５９から排出される。
【００８５】
ところで、仕切プレート３４の第一穴６０には、図８に示すように、ノズル６３の手前にオリフィス７２を設けてもよい。ノズル６３へ供給する流体の圧力が異なる場合、ノズル６３から噴出される流体の流速が異なり、連通口９から吸引される流体の流量が異なることになる。そのような不都合を回避するために、所望によりオリフィス７２を入れて、ノズル６３へ供給する流体の流量が絞られる。
【００８６】
次に、前記弁を用いた流体処理装置について説明する。流体処理装置は、濾過器などでもよいが、ここではイオン交換樹脂を用いた軟水器とされる。
【００８７】
図９から図１４は、本実施例の軟水器に用いられる流路制御弁７３の一例を示す概略図であり、図９は平面図、図１０は側面図、図１１はXI−XI断面図、図１２はXII−XII断面図、図１３はXIII−XIII断面図、図１４はXIV−XIV断面図である。なお、これら各図における弁の開閉状態は、後述する通水時を示している。
【００８８】
図９において、前列右側には主弁列（第一弁列）７４が配置され、その後方には主補修弁列７５が配置されている。また、前列左側には増設弁列（第二弁列）７６が配置され、その後方には増設補修弁列７７が配置される。さらに、前列中央（主弁列７４と増設弁列７６との間）には、主弁列７４の各弁７９〜８４と、増設弁列７６の各弁９７〜９９とを開閉するためのカム列７８が設けられている。主弁列７４の各弁７９〜８４と、増設弁列７６の各弁９７〜９９とは、カム列７８の各カム５３により自動的に開閉されるが、主補修弁列７５の各弁９０〜９２と、増設補修弁列７７の各弁１０２〜１０４とは、手動により開閉される。
【００８９】
主弁列７４は、図１１および図１２に示すように、上方から順に、逆洗弁７９、第一通水弁８０、バイパス弁８１、第二通水弁８２、再生弁８３および水洗弁８４を備える。また、逆洗弁７９の上部には、上方端部材８５が設けられ、水洗弁８４の下部には、下方端部材８６が設けられる。
【００９０】
各端部材８５，８６は、軸線を上下方向へ沿って配置される円管状とされ、軸方向一端部にフランジ８７が形成される一方、軸方向他端部は仕切プレート３４を介して弁箱２と接続可能に構成される。すなわち、各端部材８５，８６の軸方向他端部は、弁箱２の軸方向両端部に設けた前記拡径部８と同様の構成とされている。また、各端部材８５，８６の周側部には、側部開口８８が設けられている。
【００９１】
主弁列７４を構成する各弁７９〜８４は、いずれも図１と同様の構成とされ、軸線を上下方向へ沿って配置される。そして、主弁列７４を構成する各弁７９〜８４は、適宜上下を反転させられつつ、前記いずれかの仕切プレート３４を介して、上下に接続される。その際、下方端部材８６の上部に、順次、仕切プレート３４を介して弁１を積み重ねた後、上方端部材８５を積み重ねればよい。そして、図１０に示されるように、上下の端部材８５，８６間に、通しボルト８９，８９，…を架け渡して、上下方向に位置決めすればよい。一方、各弁箱２の周方向の位置決めは、前述したように、仕切プレート３４の凸部５１と弁箱２の凹部５２との係合によりなされる（図６）。このような弁１，１，…の接続方法は、主弁列７４に限らず、その他の弁列においても同様である。
【００９２】
図１０および図１２において、第一通水弁８０、バイパス弁８１および第二通水弁８２は、それぞれの連通口９を左側へ向けて配置されるが、逆洗弁７９、再生弁８３および水洗弁８４は、それぞれの連通口９を右側へ向けて配置される。但し、バイパス弁８１の連通口は、閉塞されて使用される。
【００９３】
水洗弁８４、再生弁８３、第二通水弁８２およびバイパス弁８１は、それぞれ、下方に第一開口１２（図１）を配置する一方、上方に第二開口１３（図１）を配置して用いられる。一方、第一通水弁８０および逆洗弁７９は、それぞれ、下方に第二開口１３を配置する一方、上方に第一開口１２を配置して用いられる。
【００９４】
下方端部材８６と水洗弁８４との間、水洗弁８４と再生弁８３との間、再生弁８３と第二通水弁８２との間、第一通水弁８０と逆洗弁７９との間、逆洗弁７９と上方端部材８５との間は、それぞれ第一仕切プレート４２（図３）を介して接続される。この際、下方端部材８６と水洗弁８４との間、および逆洗弁７９と上方端部材８５との間に設けられる第一仕切プレート４２には、弁体３の受入れ部３５にパッキン３７を設ける必要はない。一方、第二通水弁８２とバイパス弁８１との間は、第二仕切プレート４９（図４）を介して接続される。さらに、バイパス弁８１と第一通水弁８０との間は、第三仕切プレート５０（図５）を介して接続される。第三仕切プレート５０には、弁体３の受入れ部３５が隔壁４３の上下に設けられるが、下方の受入れ部３５にはバイパス弁８１の弁体３がはめ込み可能とされ、上方の受入れ部３５には第一通水弁８０の弁体３がはめ込み可能とされる。
【００９５】
主補修弁列７５は、図１２および図１４に示すように、上方から順に、入口仕切弁９０、手動バイパス弁９１および出口仕切弁９２を備える。また、入口仕切弁９０の上部には、上方端部材９３が設けられ、出口仕切弁９２の下部には、下方端部材９４が設けられる。主補修弁列７５の上方端部材９３と下方端部材９４とは、主弁列７４の上方端部材８５と下方端部材８６と同様の構成とされる。
【００９６】
主補修弁列７５を構成する各弁９０〜９２は、いずれも図１と同様の構成とされ、軸線を上下方向へ沿って配置される。そして、主補修弁列７５を構成する各弁９０〜９２も、主弁列７４と同様に、所望の仕切プレート３４を介して、上下に積み重ねられた状態で、通しボルト８９により固定される。図１２において、入口仕切弁９０、手動バイパス弁９１および出口仕切弁９２は、それぞれの連通口９を右側へ向けて配置される。但し、手動バイパス弁９１の連通口９は、閉塞されて使用される。
【００９７】
入口仕切弁９０の連通口９は、第一通水弁８０の連通口９と接続される。一方、出口仕切弁９２の連通口９は、第二通水弁８２の連通口９と接続される。連通口９と連通口９とは、接続筒９５を介して接続される。接続筒９５は、円筒状であり、軸方向両端部が各弁の連通口９，９にはめ込まれる。接続筒９５の外周部には、接続筒９５の軸方向へ離間して、二つのＯリングが設けられている。このＯリングにより、接続筒９５の外周面と各連通口９の内周面との隙間が封止される。そして、各連通口９の開口部に設けたフランジ同士が突き合わされ、その外周部が半割りリング９６で保持されることで、フランジ同士が接続される。
【００９８】
入口仕切弁９０、手動バイパス弁９１および出口仕切弁９２は、それぞれ、下方に第二開口１３（図１）を配置する一方、上方に第一開口１２（図１）を配置して用いられる。下方端部材９４と出口仕切弁９２との間、手動バイパス弁９１と入口仕切弁９０との間、入口仕切弁９０と上方端部材９３との間は、それぞれ第一仕切プレート４２（図３）を介して接続される。この際、下方端部材９４と出口仕切弁９２との間、および入口仕切弁９０と上方端部材９３との間に設けられる第一仕切プレート４２には、弁体３の受入れ部３５にパッキン３７を設ける必要はない。一方、出口仕切弁９２と手動バイパス弁９１との間は、第二仕切プレート４９（図４）を介して接続される。
【００９９】
増設弁列７６は、図１１に示すように、上方から順に、増設第一通水弁９７、増設バイパス弁９８および増設第二通水弁９９を備える。また、増設第一通水弁９７の上部には、上方端部材１００が設けられ、増設第二通水弁９９の下部には、下方端部材１０１が設けられる。増設弁列７６の上方端部材１００と下方端部材１０１とは、主弁列７４の上方端部材８５と下方端部材８６と同様の構成とされる。
【０１００】
増設弁列７６を構成する増設第一通水弁９７、増設バイパス弁９８および増設第二通水弁９９は、それぞれ、主弁列７４を構成する第一通水弁８０、バイパス弁８１および第二通水弁８２と同様の構成とされる。この際、隣接する弁間に配置される仕切プレート３４の種類も同一とされる。このように、増設弁列７６は、主弁列７４の第一通水弁８０、バイパス弁８１および第二通水弁８２にて構成される弁列と同一の構成とされ、その上部に上方端部材１００が設けられ、下部に下方端部材１０１が設けられる。
【０１０１】
増設補修弁列７７は、図１４に示すように、上方から順に、増設入口仕切弁１０２、増設手動バイパス弁１０３および増設出口仕切弁１０４を備える。また、増設入口仕切弁１０２の上部には、上方端部材１０５が設けられ、増設出口仕切弁１０４の下部には、下方端部材１０６が設けられる。増設補修弁列７７の上方端部材１０５と下方端部材１０６とは、主弁列７４の上方端部材８５と下方端部材８６と同様の構成とされる。
【０１０２】
増設補修弁列７７を構成する増設入口仕切弁１０２、増設手動バイパス弁１０３および増設出口仕切弁１０４は、それぞれ、主補修弁列７５を構成する入口仕切弁９０、手動バイパス弁９１および出口仕切弁９２と同様の構成とされる。この際、隣接する弁間に配置される仕切プレート３４の種類も同一とされる。このように、増設補修弁列７７は、主補修弁列７５の入口仕切弁９０、手動バイパス弁９１および出口仕切弁９２にて構成される弁列と同一の構成とされ、その上部に上方端部材１０５が設けられ、下部に下方端部材１０６が設けられる。
【０１０３】
増設弁列７６の増設第一通水弁９７、増設バイパス弁９８および増設第二通水弁９９と、増設補修弁列７７の増設入口仕切弁１０２、増設手動バイパス弁１０３および増設出口仕切弁１０４との関係は、主弁列７４の第一通水弁８０、バイパス弁８１および第二通水弁８２と、主補修弁列７５の入口仕切弁９０、手動バイパス弁９１および出口仕切弁９２との関係と同様である。すなわち、増設第一通水弁９７と増設入口仕切弁１０２とは、連通口９，９同士が接続される。また、増設第二通水弁９９と増設出口仕切弁１０４とは、連通口９，９同士が接続される。さらに、増設バイパス弁９８と増設手動バイパス弁１０３とは、連通口９，９がそれぞれ閉塞される。
【０１０４】
図１３に示すように、カム列７８の手前には、さらに再生排水弁１０７と塩水弁１０８とが設けられる。この際、再生排水弁１０７と塩水弁１０８とは、上下に離隔して独立に設けられる。再生排水弁１０７は、図１と同様の構成とされ、第一開口１２を下方へ向けて配置し、第二開口１３を上方へ向けて配置する。但し、第一開口１２は閉塞されて使用される。一方、塩水弁１０８は、図８と同一の構成とされている。すなわち、図１３の塩水弁の拡大図が、図８である。
【０１０５】
主弁列７４の各弁７９〜８４、増設弁列７６の各弁９７〜９９、ならびに再生排水弁１０７および塩水弁１０８は、それぞれカム列７８に設けたカム５３，５３，…により、開閉を制御される。すなわち、図１１および図１３に示すように、カム列７８のカム軸５６には、上下に離隔して複数のカム５３，５３，…が設けられており、それぞれのカム５３が、主弁列７４の各弁７９〜８４、増設弁列７６の各弁９７〜９９、再生排水弁１０７および塩水弁１０８のクランクシャフト１１の回転を操作する。前述したように、各カム５３の外周部への突起５５または平板部５８の形成を調整することで、各弁を所望に開閉することができる。しかも、本実施例では、一つの共通のカム軸５６により、多数の弁を開閉することができる。
【０１０６】
また、第一通水弁８０と増設第一通水弁９７、バイパス弁８１と増設バイパス弁９８、および第二通水弁８２と増設第二通水弁９９は、それぞれ同様の動作をさせるので、同一構成のカム５３を用いて、カム軸５６への周方向取付位置を変えるだけでよい。たとえば、図示例の場合、増設弁列７６の増設第一通水弁９７のカム５３は、主弁列７４の第一通水弁８０のカム５３と同一構成とされるが、カム軸５６への取付位置を周方向に１８０度ずらして、カム軸５６に取り付けられる。
【０１０７】
ところで、カム列７８の上部には、カム軸５６を回転させるためのモータ（図示省略）が設けられている。このモータの回転駆動力は、適宜の歯車列１０９を介してカム軸５６に伝達される。これにより、カム軸５６が回転され、各カム５３が各弁のクランクシャフト１１を回転させて、各弁を開閉する。
【０１０８】
一方、主補修弁列７５の各弁９０〜９２、および増設補修弁列７７の各弁１０２〜１０４は、手動により開閉操作される。ここでは、通常、図１４に示すように、主補修弁列７５は、入口仕切弁９０と出口仕切弁９２とが開いた状態に維持される一方、手動バイパス弁９１が閉じた状態に維持されて使用される。これと同様に、増設補修弁列７７は、増設入口仕切弁１０２と増設出口仕切弁１０４とが開いた状態に維持される一方、増設手動バイパス弁１０３が閉じた状態に維持されて使用される。
【０１０９】
図１５から図２６は、それぞれ本実施例の軟水器１１０の運転工程を順に示す概略図である。図１５、図１７、図１９、図２１、図２３および図２５は、軟水器１１０全体の水の流れを示しており、図１６、図１８、図２０、図２２、図２４および図２６は、上述した流路制御弁７３を構成する各弁の開閉状態と、流路制御弁７３内の水の流れとを示している。なお、図１５、図１７、図１９、図２１、図２３および図２５において、各弁は、白色が開放状態を示しており、黒色が閉鎖状態を示している。
【０１１０】
本実施例の軟水器１１０は、通水工程、逆洗工程、再生工程、押出工程、水洗工程および補水工程を順次に実行する。これら各工程は、前述したとおり、主弁列７４の各弁７９〜８４、増設弁列７６の各弁９７〜９９、ならびに再生排水弁１０７および塩水弁１０８が、それぞれカム列７８に設けたカム５３，５３，…により開閉を制御されて行われる。
【０１１１】
まず、図１５および図１６に基づき、軟水器１１０の全体構成について説明する。本実施例の軟水器１１０は、図１６に示す流路制御弁７３の他、図１５に示す樹脂筒１１１および塩水タンク１１２を備える。流路制御弁７３は、図９から図１４に基づき説明したように、主弁列７４および主補修弁列７５の他、再生排水弁１０７および塩水弁１０８などを備えて構成される。樹脂筒１１１は、図１５に示すように、イオン交換樹脂１１３が充填されると共に、上下および中央部に出入口１１４〜１１６を有する。塩水タンク１１２は、樹脂筒１１１のイオン交換樹脂１１３の再生用塩水が貯留される。
【０１１２】
主弁列７４の上方端部材８５は、上部開口が樹脂筒１１１の上部１１４と接続され、側部開口８８が塩水弁１０８の第一開口（上部の第一開口）１２と接続される。逆洗弁７９の連通口９は、排水路（排水口）１１７に接続される。再生弁８３の連通口９は、塩水弁１０８の側部の開口（側部の第一開口）５９に接続される。水洗弁８４の連通口９は、排水路（排水口）１１７に接続される。主弁列７４の下方端部材８６は、下部開口が樹脂筒１１１の下部１１５と接続され、側部開口８８が閉塞される。
【０１１３】
主補修弁列７５の上方端部材９３は、上部開口が給水路（原水供給口）１１９に接続され、側部開口８８が塩水弁１０８の第二開口１３に接続される。主補修弁列７５の下方端部材９４は、下部開口が送水路（軟水または原水の出口）１２０に接続され、側部開口８８が閉塞される。
【０１１４】
増設弁列７６の上方端部材１００は、上部開口が樹脂筒１１１の上部１１４と接続され、側部開口８８が閉塞される。増設弁列７６の下方端部材１０１は、下部開口が樹脂筒１１１の下部１１５と接続され、側部開口８８が閉塞される。
【０１１５】
増設補修弁列７７の上方端部材１０５は、上部開口が給水路（原水供給口）１１９に接続され、側部開口８８が閉塞される。増設補修弁列７７の下方端部材１０６は、下部開口が送水路（軟水または原水の出口）１２０に接続され、側部開口８８が閉塞される。
【０１１６】
再生排水弁１０７は、下部の第一開口１２が閉塞され、上部の第二開口１３が樹脂筒１１１の中央部１１６と接続され、側部の連通口９が排水路（排水口）１１７に接続される。
【０１１７】
さらに、塩水弁１０８は、下部の第二開口１３が主補修弁列７５の上方端部材９３の側部開口８８に接続され、上部の第一開口１２が主弁列７４の上方端部材８５の側部開口８８に接続され、上方側部の開口５９が主弁列７４の再生弁８３の連通口９に接続され、連通口９が塩水タンク１１２に接続される。なお、図１５に示すように、塩水タンクアセンブリ１２１は、塩水タンク１１２と流量計１２２とを備える。この流量計１２２は、塩水タンク１１２と塩水弁１０８とを接続する塩水路１２３に設けられ、そこを通過する水量を計測する。
【０１１８】
ところで、増設弁列７６の増設第一通水弁９７、増設バイパス弁９８および増設第二通水弁９９は、それぞれ、主弁列７４の第一通水弁８０、バイパス弁８１および第二通水弁８２と同様に開閉される。また、増設補修弁列７７の増設入口仕切弁１０２、増設手動バイパス弁１０３および増設出口仕切弁１０４は、それぞれ、主補修弁列７５の入口仕切弁９０、手動バイパス弁９１および出口仕切弁９２と同様に開閉される。そこで、以下においては、増設弁列７６および増設補修弁列７７についての説明は省略する。また、軟水器１１０の正常動作中は、前述したように、主補修弁列７５は、入口仕切弁９０と出口仕切弁９２とが開いた状態に維持される一方、手動バイパス弁９１が閉じた状態に維持されて使用される。
【０１１９】
図１５および図１６は、通水工程を示している。通水工程は、給水路１１９からの原水（たとえば水道水）を樹脂筒１１１内のイオン交換樹脂１１３に通すことで、原水中に含まれる硬度分を除去し、軟水として送水路１２０から導出する工程である。
【０１２０】
通水工程では、第一通水弁８０および第二通水弁８２が開かれ、逆洗弁７９、バイパス弁８１、再生弁８３、水洗弁８４、再生排水弁１０７および塩水弁１０８が閉じた状態とされる。また、前述したように、軟水器１１０の運転中、入口仕切弁９０および出口仕切弁９２は開かれ、手動バイパス弁９１は閉じた状態に維持される。従って、通水工程では、給水路１１９からの原水は、入口仕切弁９０、第一通水弁８０および逆洗弁７９を通り、樹脂筒１１１の上部１１４から樹脂筒１１１内へ導入される。原水は、樹脂筒１１１内を上方から下方へ流され、イオン交換樹脂１１３を通ることで硬度分を除去され、軟水として樹脂筒１１１の下部１１５から導出される。樹脂筒１１１の下部からの軟水は、水洗弁８４、再生弁８３および第二通水弁８２を介して、出口仕切弁９２の連通口９を通り、送水路１２０へ導出される。
【０１２１】
このようにして、通水工程では、原水がイオン交換樹脂１１３に通され、原水中の硬度分がイオン交換樹脂１１３に吸着され除去されることで、原水を軟化させることができる。但し、このような硬度分の除去には限界があるので、所望により、イオン交換樹脂１１３に塩水を通して、交換能力の回復（再生）を図る必要がある。ここでは、設定時間だけ通水工程が行われると、以下に述べる各工程を実行して、イオン交換樹脂１１３の再生が図られる。
【０１２２】
図１７および図１８は、逆洗工程を示している。逆洗工程は、イオン交換樹脂１１３の再生に先立ち、樹脂筒１１１内に通水工程とは逆方向へ原水を流して、イオン交換樹脂１１３の充填をほぐすと共に、イオン交換樹脂１１３に堆積した懸濁物質などを樹脂筒１１１外へ洗い流す工程である。
【０１２３】
逆洗工程では、逆洗弁７９、バイパス弁８１および第二通水弁８２が開かれ、第一通水弁８０、再生弁８３、水洗弁８４、再生排水弁１０７および塩水弁１０８が閉じた状態とされる。従って、逆洗工程では、給水路１１９からの原水は、入口仕切弁９０、バイパス弁８１、第二通水弁８２、再生弁８３、水洗弁８４を通り、樹脂筒１１１の下部１１５から樹脂筒１１１内へ導入される。原水は、樹脂筒１１１内を下方から上方へ流され、イオン交換樹脂１１３をほぐしながら、樹脂筒１１１の上部１１４から導出される。樹脂筒１１１の上部１１４からの排水は、逆洗弁７９の連通口９から排水路１１７へ導出される。設定時間だけ逆洗工程を実行した後、次工程へ移行する。なお、逆洗工程においてイオン交換樹脂１１３をほぐすことで、次工程においてイオン交換樹脂１１３の再生を効果的に行うことができる。
【０１２４】
ところで、補水工程以外の各工程（逆洗工程、再生工程、押出工程、水洗工程および補水工程）では、給水路１１９からの原水は、入口仕切弁９０およびバイパス弁８１を通過した後、第二通水弁８２の連通口９を通り、主補修弁列７５の下方端部材９４を介して、送水路１２０へ導出される。このようにして得られるバイパス給水は、他の装置で利用可能である。たとえば、本実施例の軟水器１１０を二機用いて、一機において再生作業（逆洗工程〜補水工程）中、他機において、前記一機からのバイパス給水を用いて通水作業（通水工程）を行うことができる。
【０１２５】
図１９および図２０は、再生工程を示している。再生工程は、イオン交換樹脂１１３に塩水（塩化ナトリウム水溶液）を通して、イオン交換能力の回復を図る工程である。
【０１２６】
再生工程では、バイパス弁８１、再生弁８３、再生排水弁１０７および塩水弁１０８が開かれ、逆洗弁７９、第一通水弁８０、第二通水弁８２および水洗弁８４が閉じた状態とされる。再生工程では、給水路１１９からの原水は、主補修弁列７５の上方端部材９３の側部開口８８から、塩水弁１０８のノズル６３へ供給される。これにより、塩水弁１０８において、ノズル６３からディフューザ７０へ水が吐出され、塩水タンク１１２内の塩水が塩水路１２３を介して塩水弁１０８へ吸引される。
【０１２７】
塩水弁１０８へ引き込まれた塩水は、原水との混合水として、主弁列７４の上方端部材８５を介して樹脂筒１１１の上部１１４へ導入されると共に、再生弁８３、水洗弁８４および下方端部材８６を介して樹脂筒１１１の下部１１５へ導入される。塩水弁１０８の各第一開口１２，５９に設けたオリフィス１２５，１２５により、塩水は均等に分配されて樹脂筒１１１の上部１１４と下部１１５へ供給される。
【０１２８】
このようにして、樹脂筒１１１の上下から樹脂筒１１１内へ導入された塩水は、樹脂筒１１１の中央部１１６から導出され、再生排水弁１０７を介して排水路１１７へ導出される。樹脂筒１１１内のイオン交換樹脂１１３に塩水が通されることで、イオン交換樹脂１１３の再生が図られる。なお、塩水タンク１１２から塩水弁１０８へ導入される塩水の流量は、塩水路１２３に設けた流量計１２２により把握可能である。
【０１２９】
図２１および図２２は、押出工程を示している。押出工程は、再生工程終了後に樹脂筒１１１内に残る塩水を排出する工程である。前記再生工程において、設定時間だけ塩水弁１０８が開かれ、イオン交換樹脂１１３に塩水を流した後、塩水弁１０８が閉じられて、押出工程に移行される。
【０１３０】
押出工程では、バイパス弁８１、再生弁８３および再生排水弁１０７が開かれ、逆洗弁７９、第一通水弁８０、第二通水弁８２、水洗弁８４および塩水弁１０８が閉じた状態とされる。押出工程では、給水路１１９からの原水は、主補修弁列７５の上方端部材９３の側部開口８８から、塩水弁１０８のノズル６３へ供給される。但し、塩水弁１０８の側部に設けた連通口９は閉じられているので、塩水が導入されることはない。従って、塩水弁１０８の弁体３を通過した水は、主弁列７４の上方端部材８５を介して樹脂筒１１１の上部１１４へ導入されると共に、再生弁８３、水洗弁８４および下方端部材８６を介して樹脂筒１１１の下部１１５へ導入される。このようにして、樹脂筒１１１の上下から樹脂筒１１１内へ導入された水は、樹脂筒１１１の中央部１１６から導出され、再生排水弁１０７を介して排水路１１７へ導出される。このようにして、再生工程において使用した塩水の排出が図られる。設定時間だけ押出工程を実行した後、次工程へ移行する。
【０１３１】
図２３および図２４は、水洗工程を示している。水洗工程は、押出工程よりも流速を上げて、樹脂筒１１１内をさらに水洗いする工程である。原水よりも比重の大きい塩水は、樹脂筒１１１の底部に停留しているので、水洗工程において原水を樹脂筒１１１の上方から下方へ流すことで、樹脂筒１１１内は効果的に水洗いされる。
【０１３２】
水洗工程では、第一通水弁８０、バイパス弁８１および水洗弁８４が開かれ、逆洗弁７９、第二通水弁８２、再生弁８３、再生排水弁１０７および塩水弁１０８が閉じた状態とされる。水洗工程では、給水路１１９からの原水は、入口仕切弁９０、第一通水弁８０および逆洗弁７９を通り、樹脂筒１１１の上部１１４から樹脂筒１１１内へ導入される。原水は、樹脂筒１１１内を上方から下方へ流され、イオン交換樹脂１１３を通り、樹脂筒１１１の下部１１５から導出される。樹脂筒１１１の下部１１５からの水は、水洗弁８４の連通口９から排水路１１７へ導出される。このようにして、再生工程において使用した塩水のさらなる排出が図られる。設定時間だけ水洗工程を実行した後、次工程へ移行する。
【０１３３】
図２５および図２６は、補水工程を示している。補水工程は、次回の再生工程に備えて、塩水タンク１１２へ水を供給する工程である。
【０１３４】
補水工程では、バイパス弁８１および塩水弁１０８が開かれ、逆洗弁７９、第一通水弁８０、第二通水弁８２、再生弁８３、水洗弁８４および再生排水弁１０７が閉じた状態とされる。補水工程では、給水路１１９からの原水は、主補修弁列７５の上方端部材９３の側部開口８８から、塩水弁１０８を介して塩水路１２３を通り、塩水タンク１１２へ供給される。このような補水工程が設定時間だけ行われることで、塩水タンクへは所望量の水が供給される。そして、このような一連の再生作業の後には、再び通水工程へ戻って、原水の軟化処理を行うことができる。
【０１３５】
本発明の弁とこれを用いた流体処理装置は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。
【０１３６】
図２７は、前記実施例の弁箱２の変形例を示す概略縦断面図であり、図２８は、その左側面図である。前記実施例では、弁箱２の連通口９は、単なる円形状としたが、本変形例では、楕円形としている。その理由は、次のとおりである。すなわち、弁箱２内を通される流体の圧力により、弁箱２の周側壁は径方向外側への圧力を受ける。従って、円筒状の弁箱２の周側壁に設ける連通口９が円形の場合、連通口９は周方向両側へ広がろうとする。これに対し、本変形例の連通口９は、弁箱２の周方向へ長軸を配置した楕円形状とされるので、弁箱２を合成樹脂により形成しても、その変形が抑制される。しかも、楕円形状の連通口９の短軸方向両側に配置される上下辺部１２４，１２４は、厚肉にされて補強されているので、耐圧性に優れる。
【０１３７】
図２９および図３０は、前記実施例の弁１の変形例を示す概略縦断面図であり、図２９は弁１の閉鎖状態（つまり止水状態）、図３０は弁１の開放状態（つまり通水状態）を示している。なお、これらの図において、弁体３の駆動機構は、省略して示している。また、本変形例の弁１は、基本的には前記実施例の弁１と同様の構成である。従って、以下においては、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【０１３８】
本変形例の弁１も、前記実施例と同様に、円筒状の弁体３が、仕切プレート３４の受入れ部３５と、内筒４の軸方向端部（パッキン３８が設けられた側の端部）との隙間を開閉する。すなわち、弁体３は、仕切プレート３４の受入れ部３５へ突入すると、内筒４内と中空部６との連通を遮断する一方、仕切プレート３４の受入れ部３５から退避すると、内筒４内と中空部６との連通を許容する。
【０１３９】
弁１の閉鎖状態では、弁体３と仕切プレート３４との隙間がパッキン３７で封止されると共に、弁体３と内筒４との隙間がパッキン３８で封止される。このような閉鎖状態におけるパッキン３７，３８による封止部（パッキン３７，３８が接触される箇所付近）を除いて、弁体３には、軸方向中央部の外周面に円環状の凹溝１２６が形成される。一方、弁箱２の内筒４にも、パッキン３８が設置される箇所を除いて、内周部がやや大径穴１２７に形成されて、弁体３の外周面と内筒４の内周面との間に空間が形成される。
【０１４０】
このような構成であるから、図３０に示すように、弁体３の開放状態では、弁体３の凹溝１２６と内筒４の大径穴１２７とにより、弁体３の外周部と内筒４の内周部との間にも流路が形成され、これによりゴミなどを押し流すことができ、弁体３と内筒４との隙間へのゴミの噛み込みや溜まりを防止して、弁１の動作不良を防止できる。なお、弁１を開いた状態では、内筒４のパッキン３８は、弁体３の凹溝１２６と対応した高さに配置される。
【０１４１】
ところで、このような構成は、円筒状の弁体３を上下動させて、上下の止水部（パッキン３７，３８）間の隙間を開閉する弁１であれば、その他の構成の弁にも同様に適用可能である。さらに、ここでは弁体３が全開状態において、弁体３と内筒４との間に隙間を形成してゴミを押し流す構成としたが、弁体３の全開状態ではなく、弁体３を開閉させる動作中の一時期においてのみ、弁体３の外周部と内筒４の内周部との間に流路が形成されてもよい。その他の構成は、前記実施例と同様のため、説明は省略する。
【０１４２】
また、前記実施例では、弁箱２には連通口９を一つ設けたが、連通口９を複数設けてもよい。さらに、前記実施例では、弁体３は、内筒４の内側にはめ込まれたが、場合により、内筒４の外側にはめ込まれてもよい。
【０１４３】
また、前記実施例では、クランク１６に設けたクランクピン２４に、コネクティングロッド１７に設けた軸受穴２５を回転可能にはめ込んだが、これとは逆に、コネクティングロッド１７の側にクランクピン２４を突出して設け、これをクランク１６に設けた軸受穴に回転可能にはめ込んでもよい。さらに、前記実施例では、コネクティングロッド１７と弁体３とを球面軸受で接続したが、場合によりピンにより接続してもよい。
【０１４４】
また、前記実施例では、エゼクタ機能を有する弁（塩水弁１０８）は、仕切プレート３４の連通穴３９にノズル６３を設け、弁体３にディフューザ７０を設けたが、場合により、これとは逆に、仕切プレート３４の連通穴３９にディフューザ７０を設け、弁体３にノズル６３を設けてもよい。
【０１４５】
また、前記実施例では、内筒４の先端部と仕切プレート３４との円環状の隙間を、弁体３の周側壁で開閉する構成としたが、場合により、内筒４の周側壁に設けた開口を、弁体３の周側壁で開閉する構成としてもよい。
【０１４６】
また、前記実施例では、弁箱２、弁体３および仕切プレート３４が、いずれも円筒状とされたが、場合により角筒状とされてもよい。さらに、前記実施例では、弁箱２に凹部５２を設け、仕切プレート３４に凸部５１を設けたが、これとは逆に、弁箱２に凸部を設け、仕切プレート３４に凹部を設けてもよい。また、凸部５１や凹部５２の形状は、前記実施例のように略矩形状に限らず、適宜に変更可能である。
【０１４７】
また、前記実施例の軟水器１１０では、増設弁列７６を設けたが、場合によりこれは省略可能である。その場合、増設弁列７６だけでなく、増設補修弁列７７も不要なことは言うまでもない。すなわち、増設弁列７６は、必要とされる通水量に応じて、適宜に追加されるものである。大流量を通水する場合、主弁列７４と増設弁列７６との二系統から給水することで、通水時の圧力損失を軽減することができる。しかも、増設弁列７６の駆動は、主弁列７４の駆動系統を利用することができる。その上、主弁列７４と増設弁列７６とは、並列の配管とされるので、配管が簡素化される。
【０１４８】
さらに、前記実施例では、軟水器１１０を構成した例について説明したが、濾過機などのその他の水処理装置を構成することもできる。しかも、水以外の液体または気体を取り扱う各種の流体処理装置を構成することもできる。所望数の弁１を用い、所望の仕切プレート３４で各弁箱２，２間を接続することで、様々な処理フローを実現することができる。
【符号の説明】
【０１４９】
１  弁
２  弁箱
３  弁体
４  内筒
５  外筒
６  中空部
７  閉塞部
９  連通口
１１  クランクシャフト
１２  第一開口
１３  第二開口
１６  クランク
１７  コネクティングロッド
２４  クランクピン
２５  軸受穴
２７  球状部
２８  軸受部
２９  アーム
３４  仕切プレート
３５  受入れ部
３６  ガスケット
３７  （受入れ部の）パッキン
３８  （内筒の）パッキン
３９  連通穴
４２  第一仕切プレート
４９  第二仕切プレート
５０  第三仕切プレート
５１  凸部
５２  凹部
５３  カム
５４  突出バー
５５  （カムの）突起
５６  カム軸
５８  （カムの）平板部
５９  開口（塩水弁側部の第一開口）
６３  ノズル
７０  ディフューザ
７４  主弁列（第一弁列）
７５  主補修弁列
７６  増設弁列（第二弁列）
７７  増設補修弁列
７８  カム列
７９  逆洗弁
８０  第一通水弁
８１  バイパス弁
８２  第二通水弁
８３  再生弁
８４  水洗弁
８５  （主弁列の）上方端部材
８６  （主弁列の）下方端部材
８９  通しボルト
９３  （主補修弁列の）上方端部材
９４  （主補修弁列の）下方端部材
９７  増設第一通水弁
９８  増設バイパス弁
９９  増設第二通水弁
１０７  再生排水弁
１０８  塩水弁
１１０  軟水器
１１１  樹脂筒
１１２  塩水タンク
１１３  イオン交換樹脂
１１４  樹脂筒上部
１１５  樹脂筒下部
１１６  樹脂筒中央部
１１７  排水路（排水口）
１１９  給水路（原水供給口）
１２０  送水路（軟水または原水の出口）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2010060130.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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