(57)【要約】【課題】本来なら行われていなければならない再生がアクシデントなどによって行われていないということに後で気づいた場合、また停電や断水が予告されている場合などにおいて、軟化処理の行われていない水が供給されることを防止し、当面は軟水を供給できるようにする。【解決手段】イオン交換樹脂を入れた樹脂塔内に原水を導入することで、原水中に含まれている硬度成分をイオン交換樹脂に取り込ませるようにしている軟水化装置であって、イオン交換樹脂の再生を行う場合、再生工程に十分な時間をとってイオン交換樹脂の能力を完全に回復させる通常再生モードと、再生工程時間を通常再生モードでの時間よりも短い時間としてイオン交換樹脂の能力を当面必要な程度まで回復させる短時間再生モードを設定しておき、通常再生モードと短時間再生モードは任意に選択することができるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂を入れた樹脂塔内に原水を導入することで、原水中に含まれている硬度成分をイオン交換樹脂に取り込ませるようにしている軟水化装置であって、前記樹脂塔に原水を導入する原水導入配管と、該樹脂塔から軟水を取り出す軟水採水配管と、イオン交換樹脂を再生する塩水を該樹脂塔内へ供給する塩水槽配管と、再生時に発生する洗浄排水を樹脂塔内から排出する排水配管とを持ち、各配管に対する接続はコントロールバルブによる開閉によって行っており、コントロールバルブの開閉は制御装置による自動開閉を行えるようにしている軟水化装置において、イオン交換樹脂の再生を行う場合、再生工程に十分な時間をとってイオン交換樹脂の能力を完全に回復させる通常再生モードと、再生工程時間を通常再生モードでの時間よりも短い時間としてイオン交換樹脂の能力を当面必要な程度まで回復させる短時間再生モードを設定しておき、通常再生モードと短時間再生モードは任意に選択することができるようにしていることを特徴とする軟水化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軟水化装置において、制御装置には、短時間再生モードを選択した場合、再生工程時間を指定すると、指定した時間に基づいて再生での各工程時間の割り振りを行い、設定した時間に基づいて再生での各工程を行う機能を持たせたものであることを特徴とする軟水化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水中の硬度成分をイオン交換によって除去し、軟水を取出す軟水化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原水中にはカルシウムやマグネシウムなどの硬度成分が溶け込んでおり、水が蒸発するとこの硬度成分がスケールとなって析出するため、硬度成分を取り除く軟水化装置を使用することが広く行われている。軟水化装置は、イオン交換樹脂を用いた硬度成分除去部を有する樹脂塔、該樹脂塔へ原水を導入する原水導入配管、前記樹脂塔から軟水を取り出す軟水採水配管、通水の制御を行うコントロールバルブなどからなる。また、前記樹脂塔内のイオン交換樹脂を再生するには塩水を使用しているため、塩水をためておく塩水槽を近くに設置しておき、樹脂塔と塩水槽の間を塩水槽配管でつないでいる。軟水化装置でのイオン交換樹脂は、樹脂内のナトリウムイオンと原水内のカルシウムイオンやマグネシウムイオンとを置換することで、原水内の硬度成分を取り込むものであり、イオン交換樹脂では硬度成分を一定量取り込むと、それ以上は硬度成分の除去を行うことができなくなる。そのため、イオン交換樹脂は定期的に再生を行い、硬度成分の除去能力を回復させるようにしている。
【０００３】
軟水化装置の再生中は軟水を採水することができないため、再生は夜中など軟水を供給する必要がない時間に行うのが一般的である。その時間帯には人はいないことが多いため、軟水化装置にはタイマ装置を持った制御装置を設けておき、指定時間になると自動で再生を行うようにしている。再生の工程は、採水時とは逆方向に水を流して樹脂をほぐす逆洗工程、塩水をイオン交換樹脂層にゆっくりと流し、イオン交換樹脂が取り込んだカルシウムイオンやマグネシウムイオンをナトリウムイオンと置き換える通薬・押出工程、イオン交換樹脂層に残った塩水を押し流す洗浄工程、次回再生に備えて塩水槽に水をためる張込工程からなる。再生工程の時間は、軟水化装置の容量などによって異なるが、１時間半から２時間ほどが必要となる。具体的には、ある機種では逆洗工程に３分、通薬・押出工程に７５分、洗浄工程（休止含む）に９分、張込工程に５分、さらに工程移行時間の２分を加えると９４分間が必要となっている。
【０００４】
ところで、軟水化装置の再生には、作動電力と洗浄などに用いる水の供給が必要である。再生時間帯において、電源が落ちていたり原水が供給されない状態になっていると、再生を行うことはできない。例えば、就業時間終了時に間違えて主電源を落としてしまっていたり、再生時間帯に停電や断水が発生していたという場合には再生が行われない。もしもそういった事故によって再生が行われていなかった場合には、翌朝の就業開始直前に再生が行われていなかったことに気づくということになる。その場合、気づいた時点で再生を開始しても再生の終了までには長い時間がかかり、その間は軟水化装置を使用できないために処理の行われていない原水を使用することになる。また、再生は行わずに残った能力で軟水の採水を続けるとした場合も、イオン交換樹脂の能力限界を越えて採水し続けることになるため、いづれは能力低下によって硬度成分が取りきれなくなり、処理水中の硬度成分が増加していくことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０５３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、本来なら行われていなければならない再生がアクシデントなどによって行われていないということに後で気づいた場合、また停電や断水が予告されている場合などにおいて、軟化処理の行われていない水が供給されることを防止し、当面は軟水を供給できるようにすることのできる軟水化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、イオン交換樹脂を入れた樹脂塔内に原水を導入することで、原水中に含まれている硬度成分をイオン交換樹脂に取り込ませるようにしている軟水化装置であって、前記樹脂塔に原水を導入する原水導入配管と、該樹脂塔から軟水を取り出す軟水採水配管と、イオン交換樹脂を再生する塩水を該樹脂塔内へ供給する塩水槽配管と、再生時に発生する洗浄排水を樹脂塔内から排出する排水配管とを持ち、各配管に対する接続はコントロールバルブによる開閉によって行っており、コントロールバルブの開閉は制御装置による自動開閉を行えるようにしている軟水化装置において、イオン交換樹脂の再生を行う場合、再生工程に十分な時間をとってイオン交換樹脂の能力を完全に回復させる通常再生モードと、再生工程時間を通常再生モードでの時間よりも短い時間としてイオン交換樹脂の能力を当面必要な程度まで回復させる短時間再生モードを設定しておき、通常再生モードと短時間再生モードは任意に選択することができるようにしていることを特徴とする軟水化装置。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記の軟水化装置において、制御装置には、短時間再生モードを選択した場合、再生工程時間を指定すると、指定した時間に基づいて再生での各工程時間の割り振りを行い、設定した時間に基づいて再生での各工程を行う機能を持たせたものであることを特徴とする軟水化装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明を実施することで、イオン交換樹脂の再生を短時間で行うことができるため、軟水の使用までに時間がない場合でも再生を行うことができる。また、停電や断水の予定が分かっている場合にも、限られた時間内に再生を終わらせるということもできるため、先に再生を終わらせるということができる。この場合、再生後に採水することのできる軟水量は通常よりも少なくなるが、１日分でも軟水の採水が可能になっていれば、次の再生はその日の夜などに行うことができるため、軟化処理の行われていない水を使用しなければならなくなるといった事態を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を実施している軟水化装置のフロー図
【図２】軟水化装置再生時の通常再生と短時間再生での工程時間を比較した説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施している軟水化装置のフロー図、図２は軟水化装置再生時の通常再生と短時間再生での工程時間を比較した説明図である。軟水化装置は、大きく分けると、イオン交換樹脂を充填している樹脂塔１と、イオン交換樹脂を再生するための塩水を作る塩水槽８からなる。樹脂塔１の上部には、複数の弁を組み合わせたコントロールバルブ４を設置しており、コントロールバルブ４によって通水の制御を行う。コントロールバルブ４には原水を導入する原水導入配管２、軟水化処理を行った軟水を取り出す軟水採水配管３、塩水槽８との間を繋ぐ塩水槽配管５、再生時に発生する洗浄排水等を排出する排水配管６を接続している。
【００１２】
コントロールバルブ４には、各工程ごとに設定している通水パターンとなるように各弁の作動を行わせるための制御装置７を設けておき、制御装置７による自動運転を行うようにしておく。軟水の採水を行う場合、コントロールバルブ４は原水導入配管２からの原水を樹脂塔１内へ導入し、樹脂塔１内のイオン交換樹脂層を通すことによって軟化処理を行う。軟水採水時には、樹脂塔１内の上部から原水を導入し、イオン交換樹脂層内を下向きに流す。イオン交換樹脂層に原水を流すと、イオン交換樹脂は原水中に含まれる硬度成分であるマグネシウムイオンやカルシウムイオンを取り込み、替わりにナトリウムイオンを放出する。イオン交換樹脂の層内を流れる原水は、イオン交換樹脂によって硬度成分が取り除かれていき、樹脂塔１内の底部に達するころには硬度成分はほぼ取り除かれた軟水となる。処理の終わった軟水は、樹脂塔１内底部からコントロールバルブ４内に取り出し、コントロールバルブ４を通して軟水採水配管３へ送ることで軟水の供給を行う。
【００１３】
軟水の採水を行い、イオン交換樹脂に硬度成分を取り込ませていくと、いずれは硬度成分を取り込めなくなる。そのため、イオン交換樹脂の能力を回復させることが必要となる。硬度成分を取り込んでいるイオン交換樹脂は、塩水に接触させることで逆の作用が発生する。イオン交換樹脂では、塩水からナトリウムイオンを取り込み、替わりに硬度成分を放出する。軟水化装置では、イオン交換樹脂に塩水を通す再生を定期的に行うことで能力を回復させている。
【００１４】
イオン交換樹脂の再生を行う場合は、再生の各工程に応じた通水を行う。再生の工程は、逆洗工程、通薬・押出工程、洗浄工程、張込工程からなる。逆洗工程の場合、コントロールバルブ４では、原水導入配管２からの洗浄水は樹脂塔内の底部送るようにし、樹脂塔内の上部から取り出した洗浄水は排水配管６へ送る。イオン交換樹脂内を流れる洗浄水は上向きに流れることになり、軟水採水時の通水方向とは逆にすることで、軟水採水時に押しつけられていたイオン交換樹脂は拡散し、イオン交換樹脂層に堆積していた不純物は排出される。
【００１５】
通薬・押出工程では、原水導入配管２からの洗浄水は小さな流量として樹脂塔内へ送る。この時、洗浄水と共に、塩水槽８にためておいた塩水を樹脂塔内へ送り込む。イオン交換樹脂に塩水を流すと、イオン交換樹脂では取り込んでいたマグネシウムイオンやカルシウムイオンを放出し、ナトリウムイオンを取り込む。塩水の供給は通薬・押出工程の途中までであり、塩水供給終了後は洗浄水のみを小さな流量で流すことになる。この場合も洗浄排水は排水配管６を通して排出する。
【００１６】
洗浄工程は、樹脂塔内に残っている塩水を洗い流すものであり、この場合には原水導入配管２から大きな流量の洗浄水を供給し、洗浄排水は排水配管６を通して排出する。なお、洗浄工程時には、途中で短時間の逆洗を行う第二逆洗工程を挟む場合や、洗浄工程を二段階に分けて行う場合などもあるが、本実施例では洗浄工程として一まとめにしている。張込工程は、次回の再生に必要な塩水を準備するために、一定量の水を塩水槽８に注ぎ込むものである。塩水槽８には十分な量の塩を入れておき、塩水槽に水を供給することで塩水の準備を行う。
【００１７】
上記の再生工程は、制御装置７にプログラムしておき、制御装置７によってコントロールバルブ４での開閉操作を行うことで自動で行う。再生中は軟水を採水することができないため、再生を行う時間帯は深夜など軟水を使用しない頃を設定しておき、制御装置７では設定時間になると自動で再生を開始する。また、再生の開始を手動で設定することも可能であり、その場合には手動操作後すぐに制御装置７による再生動作を開始する。この場合も再生開始以降は制御装置７による自動運転となる。
【００１８】
制御装置７には、再生の各工程における通水状態とその状態を維持する時間を設定しておくが、通常再生モードの他に工程時間を短縮した短時間再生モードを行えるようにしておく。再生では、イオン交換樹脂が塩水に接している時間を長くするほど、イオン交換樹脂の能力回復度合いは高くなるが、回復の速度は低下していく。通常再生は、イオン交換樹脂の能力回復度と再生時間や塩水使用量のバランスを取って再生するものであり、普段は通常再生モードでの再生を行う。短時間再生は、イオン交換樹脂の能力を当面使用可能な程度の回復にとどめる替わりに、再生時間を短縮するというもので、短時間で再生を行わなければならない場合に緊急的に行うものである。
【００１９】
実施例では、通常再生で再生を行う場合には、再生工程の時間として９４分が必要であり、これを短時間再生では６０分で終了させるようにしている。短時間再生では、制御装置７に通常より短い時間で予め設定しておき、その時間で再生を終了させるものであってもよいし、制御装置７に再生時間を指定すると、制御装置７ではその時間で再生を終了させるべく各工程での時間を割り振るものであってもよい。
【００２０】
短時間再生を行うケースとしては、以下の場合が考えられる。軟水化装置の再生には、作動電力と洗浄などに用いる水が必要であり、再生時間帯において、電源が落ちていたり原水が供給されない状態になっていると、再生を行うことはできない。例えば、就業時間終了時に間違えて主電源を落としてしまっていたり、再生時間帯に停電や断水が発生していたという場合には再生が行われず、翌朝の就業開始直前に再生が行われていなかったことに気づくということになる。その場合、気づいた時点で再生を開始しても再生の終了までには長い時間がかかることになると、その間は軟水化装置を使用できないために軟水を使用する工程を行えない、又は障害が発生するのを覚悟の上で処理の行われていない原水を使用しなければならないことになる。また、停電や断水が発生する時間が分かっており、停電や断水が始まるまでの時間は通常再生モードでの所要時間よりも短い時間しか残っておらず、停電や断水の終了後にも再生を行う時間がないという場合もある。この場合も、再生が行われていない状態で翌朝の就業時間を迎えると、軟水の供給を受けることができない。
【００２１】
こういった場合には、イオン交換樹脂の能力回復量は通常再生時よりも劣るが、再生時間が短い短時間再生を行うことが有効となる。イオン交換樹脂の再生を行う場合、イオン交換樹脂が硬度成分を放出してナトリウムイオンに置き換える工程では、イオン交換は徐々にしか行われないため、長い時間が必要となる。通常なら９４分必要なところを、６０分で終了させるとした図２に記載の短時間再生の場合、通薬・押出時間は７５分から４５分に短縮している。この場合、通薬・押出の工程を途中で切り上げることになるため、イオン交換樹脂の能力回復度合いは通常再生時に比べて低くなり、再生後に採水することのできる軟水量は通常再生時ほどは期待できないということになる。
【００２２】
短時間再生の場合、再生後に採水することのできる軟水量は通常再生時に比べて少なくなる。しかし、たとえ１日分でも軟水の採水が行えることになるなら、その日は軟水の供給が途切れるという事態は防ぐことができる。その日の１日分は軟水の供給が行えるとしておくこと、次の再生はその日の夜にでも可能であるため、軟水の供給が行えなくなるといったことを防止できる。
【００２３】
なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１  樹脂塔    
２  原水導入配管    
３  軟水採水配管
４  コントロールバルブ
５  塩水槽配管
６  排水配管
７  制御装置
８  塩水槽
【図１】
2014069135.tif 000003
【図２】
2014069135.tif 000004