(57)【要約】【課題】圧力タンク内の一般細菌数を常に水道水質基準以下に保つことができるイオン交換装置を提供する。【解決手段】イオン交換装置１は、イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、水処理モード、再生モード及び洗浄モードの各モードに対応する流路に切り替え可能な流路切替手段３と、流量計測手段６１と、前記圧力タンクへの通水が停止されると非通水時間の計時を開始する計時手段５２と、非通水時間が予め設定された規定時間に達した場合には、流路切替手段３を前記洗浄モードに対応する流路に切り替える制御部５１と、を備え、制御部５１は、前記圧力タンクへの通水が再開されると、通水継続時間、流量計測手段６１により計測された瞬間流量及び当該瞬間流量に対応する排除係数に基づいて、前記圧力タンク内から排除されたであろう細菌の累積数を算出し、当該累積数が予め設定された目標累積数に達した場合には、前記非通水時間をリセットする。【選択図】図４
2015039654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、
前記圧力タンクに原水を導入することにより処理水を製造する水処理モード、前記圧力タンクに再生液を導入することにより前記イオン交換樹脂床を再生させる再生モード、及び前記圧力タンクに洗浄液を導入することにより該圧力タンクの内部を洗浄する洗浄モードの各モードに対応する流路に切り替え可能な流路切替手段と、
前記圧力タンクに流通される水の流量を計測する流量計測手段と、
前記水処理モードにおいて、前記圧力タンクへの通水が停止されると非通水時間の計時を開始する計時手段と、
前記非通水時間が予め設定された規定時間に達した場合には、前記流路切替手段を前記洗浄モードに対応する流路に切り替えて前記圧力タンク内の洗浄を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記圧力タンクへの通水が再開されると、通水再開後の通水継続時間、前記流量計測手段により計測された瞬間流量、及び当該瞬間流量に対応する排除係数に基づいて、前記圧力タンク内から排除されたであろう細菌の累積数を算出し、当該累積数が予め設定された目標累積数に達した場合には、前記非通水時間をリセットする、
イオン交換装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記非通水時間が前記規定時間に達した時点で、前記累積数が前記目標累積数に達していない場合には、前記目標累積数とその時点における前記累積数との差分を細菌の残留数として算出し、前記規定時間の経過後に実行される前記洗浄モードにおいて、洗浄開始後の洗浄継続時間、前記流量計測手段により計測された瞬間流量、及び当該瞬間流量に対応する排除係数に基づいて、前記圧力タンク内から排除されたであろう細菌の累積数を算出し、当該累積数が前記残留数に達した場合には、前記圧力タンク内の洗浄を終了する、
請求項１に記載のイオン交換装置。
【請求項３】
前記制御部は、ある通水状態にて算出した前記累積数が前記目標累積数に達していない場合には、前記目標累積数と算出済みの前記累積数との差分を細菌の残留数として算出し、以降の通水状態にて新たに算出した前記累積数が前記残留数に達した場合には、前記非通水時間をリセットする、
請求項１又は２に記載のイオン交換装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記非通水時間をリセットした後の通水停止状態での経過時間に応じて前記目標累積数を設定する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオン交換装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記圧力タンクの内部温度に応じて前記目標累積数を設定する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のイオン交換装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記圧力タンクの外壁温度に応じて前記目標累積数を設定する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のイオン交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬水軟化装置等のイオン交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家庭の生活用水や食品製造業の加工用水として、軟水の特性や効能が注目されるようになり、軟水を製造するためのイオン交換装置（いわゆる、硬水軟化装置）が普及し始めている。軟水製造用のイオン交換装置は、水道水や地下水等の原水に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）を陽イオン交換樹脂により吸着して除去し、処理水である軟水を製造する。このイオン交換装置においては、原水を圧力タンクに導入して処理水を製造する水処理モード、再生液を圧力タンクに導入してイオン交換能力を回復させる再生モード、洗浄液（例えば、原水）を圧力タンクに導入して内部を洗浄する洗浄モード等が実行される（以下、圧力タンクへ原水を導入して処理水を製造することを「通水」ともいう）。
【０００３】
このうち、洗浄モードは、再生モードの実行後に圧力タンク内を洗浄する場合に実行されるほか、圧力タンク内に繁殖した細菌を強制的に排除する場合にも実行される。従来、圧力タンクへの通水が所定時間実行されない場合に、洗浄モードを実行するように構成されたイオン交換装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４６３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記イオン交換装置においては、圧力タンクへの通水が無い時間を水流なし積算時間（以下、「積算時間」ともいう）として計時し、その積算時間が所定時間に達した場合に洗浄モードが実行される。また、上記イオン交換装置においては、積算時間の計時中に通水が行われた場合には、積算時間がリセットされる。通水により、圧力タンク内に滞留している保有水が新水と置換され、排出されるからである。なお、積算時間が所定時間に達していない状態では、圧力タンク内の一般細菌数は、水道水基準の１００ＣＦＵ／ｍＬ以下を満たしている。そのため、新水の流入によって圧力タンクから排出された保有水は、飲用に適した水質の処理水として需要箇所に供給可能である。
【０００６】
一般に、圧力タンクから排出される細菌の数は、通水時の瞬間流量により異なる。すなわち、通水時の瞬間流量が大きいほど単位時間当たりに排出される細菌の数は多くなり、通水時の瞬間流量が小さいほど単位時間当たりに排出される細菌の数は少なくなる。従来のイオン交換装置では、積算時間の計時中に通水が再開されると、通水の瞬間流量や通水の継続時間等に係わらず、積算時間がリセットされる。そのため、積算時間の計時中に通水が再開された場合でも、その通水の瞬間流量が小さい場合や、通水の継続時間が短い場合には、積算時間のリセットの時点で、圧力タンク内に多くの細菌が残留したままになっていることが考えられる。それゆえ、処理水の使用量が少ない時間帯では、積算時間の計時中に圧力タンク内の一般細菌数が水道水基準を超えてしまい、なおかつ洗浄モードが実行される前に通水が行われる危険があった。
【０００７】
従って、本発明は、圧力タンク内の一般細菌数を常に水道水基準以下に保つことができるイオン交換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】
【０００８】
本発明は、イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、前記圧力タンクに原水を導入することにより処理水を製造する水処理モード、前記圧力タンクに再生液を導入することにより前記イオン交換樹脂床を再生させる再生モード、及び前記圧力タンクに洗浄液を導入することにより該圧力タンクの内部を洗浄する洗浄モードの各モードに対応する流路に切り替え可能な流路切替手段と、前記圧力タンクに流通される水の流量を計測する流量計測手段と、前記水処理モードにおいて、前記圧力タンクへの通水が停止されると非通水時間の計時を開始する計時手段と、前記非通水時間が予め設定された規定時間に達した場合には、前記流路切替手段を前記洗浄モードに対応する流路に切り替えて前記圧力タンク内の洗浄を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記圧力タンクへの通水が再開されると、通水再開後の通水継続時間、前記流量計測手段により計測された瞬間流量、及び当該瞬間流量に対応する排除係数に基づいて、前記圧力タンク内から排除されたであろう細菌の累積数を算出し、当該累積数が予め設定された目標累積数に達した場合には、前記非通水時間をリセットするイオン交換装置に関する。
【０００９】
また、前記制御部は、前記非通水時間が前記規定時間に達した時点で、前記累積数が前記目標累積数に達していない場合には、前記目標累積数とその時点における前記累積数との差分を細菌の残留数として算出し、前記規定時間の経過後に実行される前記洗浄モードにおいて、洗浄開始後の洗浄継続時間、前記流量計測手段により計測された瞬間流量、及び当該瞬間流量に対応する排除係数に基づいて、前記圧力タンク内から排除されたであろう細菌の累積数を算出し、当該累積数が前記残留数に達した場合には、前記圧力タンク内の洗浄を終了することが好ましい。
【００１０】
また、前記制御部は、ある通水状態にて算出した前記累積数が前記目標累積数に達していない場合には、前記目標累積数と算出済みの前記累積数との差分を細菌の残留数として算出し、以降の通水状態にて新たに算出した前記累積数が前記残留数に達した場合には、前記非通水時間をリセットすることが好ましい。
【００１１】
また、前記制御部は、前記非通水時間をリセットした後の通水停止状態での経過時間に応じて前記目標累積数を設定することが好ましい。
【００１２】
また、前記制御部は、前記圧力タンクの内部温度に応じて前記目標累積数を設定することが好ましい。
【００１３】
また、前記制御部は、前記圧力タンクの外壁温度に応じて前記目標累積数を設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧力タンク内の一般細菌数を常に水道水基準以下に保つことができるイオン交換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る硬水軟化装置１の全体構成図である。
【図２】硬水軟化装置１の運転モード及び各運転モードにおけるプロセスを示す状態遷移図である。
【図３】各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す図である。
【図４】硬水軟化装置１の制御に係る機能ブロック図である。
【図５】瞬間流量Ｑと排除係数ηとの関係を示すグラフである。
【図６】硬水軟化装置１の制御装置１０において圧力タンク２への通水が停止／再開した場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】硬水軟化装置１の制御装置１０において圧力タンク２への通水が停止／再開した場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】硬水軟化装置１の制御装置１０において圧力タンク２への通水が停止／再開した場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】一般細菌数の増殖速度を気温別に示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のイオン交換装置の第１実施形態としての硬水軟化装置１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のイオン交換装置の第１実施形態としての硬水軟化装置１の全体構成図である。
【００１７】
硬水軟化装置１は、水道水、地下水、工業用水等の原水中に含まれる硬度成分をナトリウムイオンやカリウムイオンへ置換して軟水を生成する。硬水軟化装置１は、軟水を飲用水等の各種用水として需要箇所へ供給する目的で使用されるもので、雑菌の繁殖のない人体に安全な軟水を供給するため、装置内の滞留水を新水で置換する機能を有している。硬水軟化装置１は、家屋やマンション等の居住建物、ホテルや大衆浴場等の集客施設、食品加工装置や洗浄装置等の水使用機器などに接続される。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の硬水軟化装置１は、主として、圧力タンク２と、流路切替手段としてのプロセス制御バルブ３と、塩水タンク４と、流量計測手段としての原水流量計６１と、制御装置５と、を備えて構成される。
【００１９】
圧力タンク２は、圧力タンク本体２１と、蓋部材２２とを備える。圧力タンク本体２１は、上部に開口部を有する有底の筒状体であり、処理材である陽イオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換樹脂床２１１を収容する。蓋部材２２は、圧力タンク本体２１の上部の開口部を閉鎖する。蓋部材２２には、プロセス制御バルブ３が一体的に装着されている。圧力タンク２の詳細については後述する。
【００２０】
また、詳細については後述するが、プロセス制御バルブ３は、採水及び再生に関して、原水Ｗ１を圧力タンク２の頂部スクリーン２４１へ配液しながら、底部スクリーン２４２で集液することにより原水Ｗ１の下降流を生成して、処理水である軟水Ｗ２を製造する水処理プロセスＳＴ１の水（原水Ｗ１、軟水Ｗ２）の流れ；再生液である塩水Ｗ４を圧力タンク２の頂部スクリーン２４１へ配液しながら、底部スクリーン２４２で集液することにより塩水Ｗ４の下降流を生成して、イオン交換樹脂床２１１の全体を再生させる第１再生プロセスＳＴ４の塩水Ｗ４の流れ；及び、塩水Ｗ４を圧力タンク２の底部スクリーン２４２へ配液しながら、中間部スクリーン２４３で集液することにより塩水Ｗ４の上昇流を生成して、イオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる第２再生プロセスＳＴ６の塩水Ｗ４の流れを切り換え可能なバルブである。
【００２１】
塩水タンク４は、イオン交換樹脂床２１１を再生する再生液としての塩水Ｗ４を貯留する。再生液は、陽イオン交換樹脂ビーズを用いる硬水軟化装置１では、塩化ナトリウム、塩化カリウムの各水溶液等を利用できる。塩水タンク４の詳細については後述する。
【００２２】
圧力タンク２について、更に説明する。蓋部材２２は、流体の供給及び排出を行う第１蓋流路２２１、第２蓋流路２２２及び第３蓋流路２２３を有する。これらの各蓋流路２２１、２２２、２２３は、後述するように、プロセス制御バルブ３を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００２３】
圧力タンク２内において、蓋部材２２の下面側であってイオン交換樹脂床２１１の頂部には、樹脂ビーズの流出を防止する頂部スクリーン２４１が設けられている。頂部スクリーン２４１は、樹脂ビーズよりも小さな多数の開孔を有する（後述する底部スクリーン２４２及び中間部スクリーン２４３も同様）。第１蓋流路２２１は、頂部スクリーン２４１を介して、圧力タンク２内と連通する。頂部スクリーン２４１による配水位置及び集水位置は、イオン交換樹脂床２１１の頂部付近に設定される。頂部スクリーン２４１は、イオン交換樹脂床２１１の頂部に設けられる頂部配液部、及びイオン交換樹脂床２１１の頂部に設けられる頂部集液部として機能する。
【００２４】
圧力タンク２内において、第２蓋流路２２２には、圧力タンク本体２１の底部付近へ延びる第１集配液管２３１が接続されている。第１集配液管２３１の下端部には、樹脂ビーズの流出を防止する底部スクリーン２４２が設けられている。第１集配液管２３１は、第２蓋流路２２２と連通する。底部スクリーン２４２による配水位置及び集水位置は、イオン交換樹脂床２１１の底部付近に設定される。底部スクリーン２４２は、イオン交換樹脂床２１１の底部に設けられる底部配液部、及びイオン交換樹脂床２１１の底部に設けられる底部集液部として機能する。
【００２５】
圧力タンク２内において、第３蓋流路２２３には、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部付近へ延びる第２集配液管２３２が接続されている。第２集配液管２３２の下端部には、樹脂ビーズの流出を防止する中間部スクリーン２４３が設けられている。第２集配液管２３２は、第３蓋流路２２３と連通する。中間部スクリーン２４３による集水位置は、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部付近に設定される。つまり、中間部スクリーン２４３は、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部に設けられる。中間部スクリーン２４３は、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部に設けられる中間部集液部として機能する。
【００２６】
第２集配液管２３２の内径は、第１集配液管２３１の外径よりも大径に設定されている。第１集配液管２３１及び第２集配液管２３２の軸芯は、いずれも圧力タンク２の軸芯と同軸上に設定されている。すなわち、第１集配液管２３１及び第２集配液管２３２は、第１集配液管２３１が内管に設定され且つ第２集配液管２３２が外管に設定された二重管構造を形成して、圧力タンク２に装着されている。
【００２７】
第１蓋流路２２１には、プロセス制御バルブ３を介して原水ラインＬ１が接続されている。第２蓋流路２２２には、プロセス制御バルブ３を介して、軟水ラインＬ２が接続されている。第３蓋流路２２３には、第５排水ラインＬ５５が接続されている。第５排水ラインＬ５５は、プロセス制御バルブ３の内部において、第１排水ラインＬ５１の接続部Ｊ５１に接続されている。原水ラインＬ１、軟水ラインＬ２及び第１排水ラインＬ５１は、プロセス制御バルブ３の外部まで延びている。すなわち、原水ラインＬ１、軟水ラインＬ２及び第１排水ラインＬ５１は、それぞれ、その一部がプロセス制御バルブ３の内部に設けられ、その残部がプロセス制御バルブ３の外部に設けられている。
【００２８】
詳細については後述するが、制御装置５は、後述する原水流量計６１、塩水流量計６２等からの信号が入力されて、入力された信号等に基づいてプロセス制御バルブ３を制御する。
【００２９】
プロセス制御バルブ３は、その内部に、各種のライン、弁等を備え、圧力タンク２の内部を洗浄する洗浄手段として機能する。具体的には、プロセス制御バルブ３は、ラインとして、原水ラインＬ１と、軟水ラインＬ２と、希釈水ラインＬ３と、第１塩水ラインＬ４１と、第２塩水ラインＬ４２と、第３塩水ラインＬ４３と、第４塩水ラインＬ４４と、第１排水ラインＬ５１と、第２排水ラインＬ５２と、第３排水ラインＬ５３と、第４排水ラインＬ５４と、第５排水ラインＬ５５と、バイパスラインＬ６とを備える。
【００３０】
原水ラインＬ１における第１蓋流路２２１側の一部は、第５塩水ラインＬ４５としても機能する。軟水ラインＬ２における第２蓋流路２２２側の一部は、第６塩水ラインＬ４６としても機能する。原水ラインＬ１、軟水ラインＬ２の一部（後述の第６塩水ラインＬ４６）、第４塩水ラインＬ４４の一部（第４塩水ラインＬ４４における接続部Ｊ２１と接続部Ｊ４２との間の部分）、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１は、洗浄手段として機能する。
【００３１】
プロセス制御バルブ３は、弁として、原水通水弁３１１と、軟水通水弁３１２と、バイパス弁３１３と、エゼクタ弁３１４と、第３排水弁３１５と、第２排水弁３１６と、第１排水弁３１７と、塩水弁３１８と、第１定流量弁３２２と、第２定流量弁３４とを備える。また、プロセス制御バルブ３は、エゼクタストレーナ３２１と、エゼクタ３２３と、第１オリフィス３２４と、第２オリフィス３２５と、軟水ストレーナ３３とを備える。
【００３２】
原水ラインＬ１には、原水Ｗ１の供給側から第１蓋流路２２１へ向けて順に、原水流量計６１と、接続部Ｊ１１と、原水通水弁３１１と、接続部Ｊ１２と、接続部Ｊ１３と、が設けられる。原水ラインＬ１における接続部Ｊ１２と第１蓋流路２２１との間の部分は、第５塩水ラインＬ４５としても機能する。原水流量計６１は、プロセス制御バルブ３の外部に設けられる。
【００３３】
原水流量計６１は、圧力タンク２に流通される水の流量（流入水量又は流出水量）を、原水Ｗ１の流量パルスにより検出可能であり、流量計測手段として機能する。原水流量計６１からの流量検出信号は、制御装置５へ入力される。原水流量計６１は、瞬間流量及び積算流量を検出可能に構成された流量センサであり、例えば、接線式流量センサや軸流式流量センサを利用することができる。
【００３４】
軟水ラインＬ２には、第２蓋流路２２２から軟水Ｗ２の供給先へ向けて順に、接続部Ｊ２１と、軟水ストレーナ３３と、軟水通水弁３１２と、接続部Ｊ２２と、が設けられる。軟水ラインＬ２における第２蓋流路２２２と接続部Ｊ２１との間の部分は、第６塩水ラインＬ４６としても機能する。軟水ストレーナ３３は、軟水ラインＬ２を第２蓋流路２２２から軟水Ｗ２の供給先へ向けて流通する軟水Ｗ２中の夾雑物（樹脂ビーズの破砕片、ゴミ等）を捕捉する。
【００３５】
希釈水ラインＬ３は、その上流側の端部において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１に接続されると共に、その下流側の端部において、エゼクタ３２３の一次側に接続される。希釈水ラインＬ３には、上流側（接続部Ｊ１１側）から下流側（エゼクタ３２３側）に向けて順に、エゼクタストレーナ３２１と、第１定流量弁３２２と、エゼクタ３２３と、が設けられる。
【００３６】
エゼクタストレーナ３２１は、原水Ｗ１からなる希釈水に含まれる懸濁物質を除去し、第１定流量弁３２２及びエゼクタ３２３の詰まりを防止する。第１定流量弁３２２は、エゼクタ３２３へ供給する希釈水を所定範囲の流量に調節する。エゼクタ３２３には、ノズル部の吐出側において、第１塩水ラインＬ４１の下流側の端部が接続されている。エゼクタ３２３は、希釈水（原水Ｗ１）が前記ノズル部から吐出されるときに発生する負圧を利用して、塩水タンク４から塩水Ｗ４（例えば、塩化ナトリウムの飽和水溶液）を吸引可能に構成されている。そして、エゼクタ３２３において、塩水タンク４からの塩水Ｗ４は、希釈水（原水Ｗ１）によって、所定濃度（例えば、８〜１２重量％）にまで希釈されるようになっている。
【００３７】
バイパスラインＬ６は、接続部Ｊ１１と接続部Ｊ２２とを接続する。つまり、バイパスラインＬ６は、原水ラインＬ１と軟水ラインＬ２とを接続する。
【００３８】
再生液供給ラインは、圧力タンク２と塩水タンク（再生液タンク）４とを接続するラインである。第１実施形態において、再生液供給ラインは、２本形成される。１本目の再生液供給ラインは、第１塩水ラインＬ４１と、第２塩水ラインＬ４２と、第３塩水ラインＬ４３と、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）とから構成される。２本目の再生液供給ラインは、第１塩水ラインＬ４１と、第２塩水ラインＬ４２と、第４塩水ラインＬ４４と、第６塩水ラインＬ４６（軟水ラインＬ２の一部）とから構成される。
【００３９】
第１塩水ラインＬ４１の一端部は、塩水タンク４内に配置される。第１塩水ラインＬ４１の他端部は、エゼクタ３２３の前記ノズル部に接続される。第１塩水ラインＬ４１には、塩水タンク４からエゼクタ３２３に向けて順に、塩水流量計６２と、塩水弁３１８と、が設けられる。
【００４０】
塩水流量計６２は、プロセス制御バルブ３の外部に設けられる。塩水流量計６２は、第１塩水ラインＬ４１を流通する塩水Ｗ４又は補給水としての原水Ｗ１の流量を検出する。塩水流量計６２からの検出信号は、制御装置５へ入力される。塩水流量計６２は、双方向の瞬間流量及び積算流量を検出可能に構成された流量センサであり、例えば、接線式流量センサ、軸流式流量センサ、カルマン渦式流量センサ等を利用することができる。
【００４１】
第３塩水ラインＬ４３の上流側の端部と、第４塩水ラインＬ４４の上流側の端部とは、接続部Ｊ４１において接続される。第２塩水ラインＬ４２は、エゼクタ３２３の二次側と接続部Ｊ４１とを接続する。
【００４２】
第３塩水ラインＬ４３の下流側の端部は、接続部Ｊ１２において第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１）に接続される。第３塩水ラインＬ４３の途中には、第１オリフィス３２４が設けられる。第４塩水ラインＬ４４の下流側の端部は、接続部Ｊ２１において第６塩水ラインＬ４６（軟水ラインＬ２）に接続される。第４塩水ラインＬ４４には、上流側から下流側に向けて順に、第２オリフィス３２５と、エゼクタ弁３１４と、が設けられる。第１オリフィス３２４及び第２オリフィス３２５は、後述する第２再生プロセスＳＴ６及び第２押出プロセスＳＴ７において、再生液である塩水Ｗ４又は押出水である原水Ｗ１を第２蓋流路２２２及び第１蓋流路２２１に均等に分配するためのものである。
【００４３】
第１排水ラインＬ５１の下流側の端部からは、各種の排水Ｗ５が排出される。第１排水ラインＬ５１の上流側の端部は、接続部Ｊ５１において、第２排水ラインＬ５２の下流側の端部及び第５排水ラインＬ５５の下流側の端部に接続される。第２排水ラインＬ５２の上流側の端部は、接続部Ｊ５２において、第３排水ラインＬ５３の下流側の端部及び第４排水ラインＬ５４の下流側の端部に接続される。第３排水ラインＬ５３の上流側の端部は、接続部Ｊ４２において、第４塩水ラインＬ４４に接続される。第４排水ラインＬ５４の上流側の端部は、接続部Ｊ１３において、原水ラインＬ１（第５塩水ラインＬ４５）に接続される。第５排水ラインＬ５５の上流側の端部は、第３蓋流路２２３に接続される。
【００４４】
第２排水ラインＬ５２の途中には、第２定流量弁３４が設けられる。第２定流量弁３４は、圧力タンク２から排出されて第２排水ラインＬ５２を流通する排水Ｗ５の流量を所定範囲に調節する。第３排水ラインＬ５３の途中には、第１排水弁３１７が設けられる。第４排水ラインＬ５４の途中には、第３排水弁３１５が設けられる。第５排水ラインＬ５５の途中には、第２排水弁３１６が設けられる。
【００４５】
プロセス制御バルブ３において、各種の弁３１１〜３１８は、種々の作動機構及び弁構造を採用することができる。具体的には、カム機構により作動されるリフト式又はダイアフラム式の流路開閉弁や、リンク機構により作動されるスライドピストン式の流路開閉弁等が好適である。
【００４６】
次に、塩水タンク４について説明する。塩水タンク４は、塩水タンク本体４１と、塩水ウェル４２と、塩水プレート４４とを備える。塩水タンク本体４１は、上部が開口した有底の形状を有する。塩水ウェル４２は、筒状であり、塩水タンク本体４１の内側に配置される。塩水プレート４４は、塩水ウェル４２の外側において、塩水の貯留部（下方）と、再生塩４３（例えば、粒状やペレット状の塩化ナトリウム）の貯蔵部（上方）とを、上下に区画する透水性のプレートからなる。
【００４７】
塩水タンク本体４１の内側であって且つ塩水ウェル４２の内側には、塩水ライン配置空間４６が形成される。塩水ライン配置空間４６には、第１塩水ラインＬ４１の上流側の端部が配置される。塩水ウェル４２の下方の側壁には、連通孔４５が設けられる、連通孔４５は、塩水の貯留部と塩水ライン配置空間４６との間を連通する。そのため、塩水Ｗ４又は補給水は、塩水の貯留部と塩水ライン配置空間４６との間を自在に流通できる。
【００４８】
次に、硬水軟化装置１が有する運転モード及び運転モードにおいて実行されるプロセスについて図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態の硬水軟化装置１の運転モード及び各運転モードにおけるプロセスを示す状態遷移図である。図３は、各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す図である。
【００４９】
硬水軟化装置１は、運転モードとして、圧力タンク２に原水Ｗ１を導入することにより処理水としての軟水Ｗ２を製造する水処理モードと、圧力タンク２に再生液としての塩水Ｗ４を導入することによりイオン交換樹脂床２１１を再生させる再生モードと、圧力タンク２に洗浄液としての原水Ｗ１を導入することにより圧力タンク２の内部を洗浄する洗浄モードと、原水Ｗ１を塩水タンク４へ補給する補水モードと、圧力タンク２に流体を導入しない待機モードと、を有する。これら各運転モード間及び運転モードにおいて実行されるプロセスにおける流体の流れは、プロセス制御バルブ３によって以下のように制御される。
【００５０】
プロセス制御バルブ３は、図２に示すように、各運転モードを切り換えると共に、これらの各運転モードにおいてプロセスを切り換える。各運転モードは、所定の移行条件（イベント）に基づいて切り換えられる。図２中において、各運転モード間に記載した矢印は、イベントＥ１〜Ｅ８を示す。
【００５１】
イベントＥ１は、水処理モードから再生モードへ移行する場合を示す。この移行条件としては、例えば、現在時刻が指定日の時刻（すなわち、再生時刻）になった場合、軟水Ｗ２の積算採水量（積算使用量）が所定の設定量に達した場合、原水Ｗ１の積算通水時間が所定の設定時間に達した場合等を挙げることができる。
【００５２】
イベントＥ２は、再生モードから洗浄モードへ移行する場合を示す。この移行条件としては、例えば、逆洗浄プロセスＳＴ３から第２押出プロセスＳＴ７までを完了した場合を挙げることができる。イベントＥ３は、洗浄モードから補水モードへ移行する場合を示す。この移行条件としては、例えば、洗浄モードへ移行する直前の運転モードが再生モードであり、かつ、洗浄液の積算流通時間が所定の設定時間に達した場合を挙げることができる。イベントＥ４は、補水モードから水処理モードへ移行する場合を示す。この移行条件としては、例えば、補水量が所定の設定量に達した場合を挙げることができる。
【００５３】
イベントＥ５は、水処理モードから洗浄モードへ移行する場合を示す。この移行条件としては、例えば、後述するように、非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達した場合を挙げることができる。イベントＥ６は、洗浄モードから水処理モードへ移行する場合を示す。この移行条件としては、洗浄モードへ移行する直前の運転モードが水処理モードであり、かつ、洗浄液とともに排出された細菌数が、洗浄モード移行タイミングに算出しておいた残留数に達した場合等を挙げることができる（後述）。
【００５４】
イベントＥ７は、洗浄モードから待機モードへ移行する場合を示す。この移行条件としては、例えば、原水Ｗ１の流通なしの連続検知時間が所定の設定時間に達した場合（断水が発生した場合）を挙げることができる。イベントＥ８は、待機モードから洗浄モードへ移行する場合を示す。この移行条件としては、例えば、原水Ｗ１の流通ありの連続検知時間が所定の設定時間に達した場合（断水が復旧した場合）を挙げることができる。
【００５５】
プロセス制御バルブ３は、流路を切り換えながら、各運転モードにおいて以下のプロセスＳＴ１〜ＳＴ１０を実施する。
〔ＳＴ１〕原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させる水処理プロセス（水軟化プロセス）
〔ＳＴ２〕軟水ストレーナ３３を逆洗浄するストレーナ洗浄プロセス
〔ＳＴ３〕洗浄水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して下から上へ通過させる逆洗浄プロセス
〔ＳＴ４〕再生液としての塩水Ｗ４をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させる第１再生プロセス
〔ＳＴ５〕押出水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させる第１押出プロセス
〔ＳＴ６〕再生液としての塩水Ｗ４をイオン交換樹脂床２１１の上部に対して上から下へ通過させると共に、イオン交換樹脂床２１１の下部に対して下から上へ通過させる第２再生プロセス
〔ＳＴ７〕押出水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の上部に対して上から下へ通過させると共に、イオン交換樹脂床２１１の下部に対して下から上へ通過させる第２押出プロセス
〔ＳＴ８〕洗浄液（濯ぎ水）としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させ、圧力タンク２の内部（イオン交換樹脂床２１１）を洗浄する洗浄プロセス（リンスプロセス又は滞留水排出プロセス）
〔ＳＴ９〕原水Ｗ１を塩水タンク４へ供給する補水プロセス
〔ＳＴ１０〕洗浄液の供給を待機する待機プロセス
【００５６】
プロセス制御バルブ３における各弁３１１〜３１８の開閉は、図３に示すように、プロセスＳＴ１〜ＳＴ１０毎に、制御装置５により制御される。その結果、圧力タンク２内において、プロセスＳＴ１〜ＳＴ１０毎に、流体の流れが生成されるか、あるいは、流体の流れが生成されない。なお、再生モードにおいて、逆洗浄プロセスＳＴ３の前には、軟水ストレーナ３３を逆洗浄するストレーナ洗浄プロセスＳＴ２が設けられている。このストレーナ洗浄プロセスＳＴ２は、説明の便宜上、図２には記載せず、図３のみに記載してある。また、このストレーナ洗浄プロセスＳＴ２と逆洗浄プロセスＳＴ３との間には、塩水Ｗ４の供給を待機する再生待機プロセス（図示せず）が設けられている。
【００５７】
次に、本実施形態に係る硬水軟化装置１の主要な制御（動作）について詳細に説明する。以下、本明細書においては、所定の条件下において、圧力タンク２内の保有水（滞留水）を系外に排出することを、適宜、「滞留水排出を実施する」ともいう。なお、水処理プロセスＳＴ１を除く各プロセスＳＴ２〜ＳＴ１０においては、バイパス弁３１３が開放している。そのため、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流通する過剰な原水Ｗ１は、接続部Ｊ１２からバイパスラインＬ６へ流通し、接続部Ｊ２２及び軟水ラインＬ２を介して、軟水Ｗ２の需要箇所へ一時的に供給される。
【００５８】
〔水処理プロセスＳＴ１〕
制御装置５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図３のＳＴ１に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１を流れる水道水、地下水、工業用水等の原水Ｗ１は、原水ラインＬ１及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。頂部スクリーン２４１から配水された原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、その過程で原水Ｗ１の硬度成分はナトリウムイオンへ置換され、原水Ｗ１は軟水化される。
【００５９】
イオン交換樹脂床２１１を通過した処理水（軟水Ｗ２）は、圧力タンク２の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。その後、軟水Ｗ２は、第１集配液管２３１、第２蓋流路２２２及び軟水ラインＬ２を介して、所定の軟水Ｗ２の需要箇所へ供給される。そして、所定量の軟水Ｗ２を採取することにより、イオン交換樹脂床２１１が硬度成分を置換できなくなると、再生プロセスを実施する。
【００６０】
〔ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２〕
制御装置５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図３のＳＴ２に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１を流れる原水Ｗ１は、原水ラインＬ１、接続部Ｊ１１、バイパスラインＬ６、接続部Ｊ２２、軟水ラインＬ２、軟水ストレーナ３３、接続部Ｊ２１、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。この過程において、軟水ストレーナ３３を二次側から一次側へ流れる原水Ｗ１により、軟水ストレーナ３３は逆洗浄され、軟水ストレーナ３３によって捕捉されていた夾雑物は、原水Ｗ１と共に、系外へ排出される。
【００６１】
〔再生プロセス〕
再生プロセスは、イオン交換樹脂床２１１の硬度成分の除去能力（イオン交換容量）を回復させるために、逆洗浄プロセスＳＴ３〜補水プロセスＳＴ９を順次実施する（図２参照）。これらのプロセスのうち、逆洗浄プロセスＳＴ３は、特許文献等に開示されるように周知であるので、その説明を省略する。
【００６２】
〔再生プロセス：第１再生プロセスＳＴ４〕
制御装置５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図３のＳＴ４に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、塩水Ｗ４の希釈水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。この際、原水Ｗ１中の懸濁物質は、エゼクタストレーナ３２１により除去される。また原水Ｗ１の流量は、第１定流量弁３２２により所定範囲に調節される。
【００６３】
エゼクタ３２３において、原水Ｗ１の通過によってノズル部（符号省略）の吐出側で負圧が発生し、第１塩水ラインＬ４１内も負圧となる。その結果、塩水タンク４内の飽和塩水Ｗ４は、第１塩水ラインＬ４１を介してエゼクタ３２３へ吸引される。そして、エゼクタ３２３内では、飽和塩水Ｗ４が原水Ｗ１を希釈水として所定濃度まで希釈され、再生液としての塩水Ｗ４が調製される。調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００６４】
頂部スクリーン２４１から配水された塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、その過程でイオン交換樹脂床２１１の全体を再生させる。イオン交換樹脂床２１１を通過した再生液（塩水Ｗ４）は、圧力タンク２の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４は、第１集配液管２３１、第２蓋流路２２２、軟水ラインＬ２、接続部Ｊ２１、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００６５】
第１再生プロセスＳＴ４は、いわゆる並流再生である。この並流再生では、再生液である塩水Ｗ４の供給容量が設定された再生剤量（＝再生レベル×イオン交換樹脂床容量）に達すると、処理は終了し、第１押出プロセスＳＴ５へ移行する。なお、再生剤量、再生液の濃度、再生液の比重、及び再生液の供給容量は、以下の関係を有する。
再生剤量＝再生液の濃度×再生液の比重×再生液の供給容量  ・・・  （１）
【００６６】
〔再生プロセス：第１押出プロセスＳＴ５〕
制御装置５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図３のＳＴ５に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００６７】
頂部スクリーン２４１から配水された押出水としての原水Ｗ１は、先行して供給された再生液としての塩水Ｗ４を押し出しながら、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、引き続き、イオン交換樹脂床２１１を再生させる。イオン交換樹脂床２１１を通過した再生液（塩水Ｗ４）及び押出水（原水Ｗ１）は、圧力タンク２の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、第１集配液管２３１、第２蓋流路２２２、軟水ラインＬ２、接続部Ｊ２１、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００６８】
〔再生プロセス：第２再生プロセスＳＴ６〕
制御装置５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図３のＳＴ６に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、塩水Ｗ４の希釈水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。
【００６９】
エゼクタ３２３において調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００７０】
頂部スクリーン２４１から配水された塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、その過程でイオン交換樹脂床２１１の上部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の上部を通過した再生液（塩水Ｗ４）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００７１】
また、エゼクタ３２３において調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２の接続部Ｊ４１から分流し、第４塩水ラインＬ４４、第６塩水ラインＬ４６（軟水ラインＬ２の一部）及び第２蓋流路２２２を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、第１集配液管２３１を介して、底部スクリーン２４２から配水される。
【００７２】
底部スクリーン２４２から配水された塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過し、その過程でイオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の下部を通過した再生液（塩水Ｗ４）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００７３】
第２再生プロセスＳＴ６は、部分並流再生と部分向流再生とを同時に行ういわゆるスプリット・フロー再生である。部分向流再生では、第１再生プロセスＳＴ４では再生されにくいイオン交換樹脂床２１１の下部が、効率的に再生される。なお、第２再生プロセスＳＴ６においてイオン交換樹脂床２１１の下部の流動は、再生液としての塩水Ｗ４の下降流によって抑制される。再生液である塩水Ｗ４の供給容量が設定された再生剤量に達すると、処理は終了し、第２押出プロセスＳＴ７へ移行する。なお、再生剤量、再生液の濃度、再生液の比重、及び再生液の供給容量の関係は、上述の（１）式で示した通りである。
【００７４】
〔再生プロセス：第２押出プロセスＳＴ７〕
制御装置５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図３のＳＴ７に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００７５】
頂部スクリーン２４１から配水された押出水としての原水Ｗ１は、先行して供給された再生液としての塩水Ｗ４を押し出しながら、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、引き続き、イオン交換樹脂床２１１の上部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の上部を通過した再生液（塩水Ｗ４）及び押出水（原水Ｗ１）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００７６】
また、エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２の接続部Ｊ４１から分流し、第４塩水ラインＬ４４、第６塩水ラインＬ４６（軟水ラインＬ２の一部）及び第２蓋流路２２２を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、第１集配液管２３１を介して、底部スクリーン２４２から配水される。
【００７７】
底部スクリーン２４２から配水された押出水としての原水Ｗ１は、先行して供給された再生液としての塩水Ｗ４を押し出しながら、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過し、引き続き、イオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の下部を通過した再生液（塩水Ｗ４）及び押出水（原水Ｗ１）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。以上の再生モードにおいて、再生液としての塩水Ｗ４及び押出水としての原水Ｗ１は、圧力タンク２の内部を洗浄する洗浄液としても機能する。
【００７８】
〔洗浄プロセスＳＴ８〕
制御装置５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図３のＳＴ８に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１を流れる水道水、地下水、工業用水等の原水Ｗ１は、原水ラインＬ１及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。頂部スクリーン２４１から配水された原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、イオン交換樹脂床２１１を洗浄する。つまり、原水Ｗ１は、圧力タンク２の内部（イオン交換樹脂床２１１）を洗浄する洗浄液として機能する。原水Ｗ１の硬度成分は、原水Ｗ１がイオン交換樹脂床２１１を通過する過程でナトリウムイオンへ置換され、原水Ｗ１は、軟水化される。
【００７９】
イオン交換樹脂床２１１を通過した処理水（軟水Ｗ２）は、圧力タンク２の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。その後、軟水Ｗ２は、第１集配液管２３１、第２蓋流路２２２、第６塩水ラインＬ４６、第４塩水ラインＬ４４、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、排水Ｗ５として系外へ排出される。
【００８０】
本明細書においては、この洗浄プロセスＳＴ８に移行する直前の運転モードが再生モードである場合には、洗浄プロセスＳＴ８を「リンスプロセス」と称し、洗浄プロセスＳＴ８に移行する直前の運転モードが水処理モード又は待機モードである場合には、「滞留水排出プロセス」と称することとする。
【００８１】
〔補水プロセスＳＴ９〕
制御装置５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図３のＳＴ９に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、補給水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。エゼクタ３２３からの補給水は、第１塩水ラインＬ４１を介して塩水タンク４の内部へ供給される。
【００８２】
〔待機プロセスＳＴ１０〕
制御装置５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図３のＳＴ１０に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１を流れる水道水、地下水、工業用水などの原水Ｗ１は、接続部Ｊ１１からバイパスラインＬ６へ流通し、接続部Ｊ２２及び軟水ラインＬ２を介して、軟水Ｗ２の需要箇所へ一時的に供給される。また、圧力タンク２内には、原水Ｗ１等の流体は導入されない。
【００８３】
次に、図４を参照して、本実施形態に係る硬水軟化装置１の制御に係る機能について説明する。制御装置５は、硬水軟化装置１における各部を制御する。制御装置５は、ＣＰＵ及びメモリ含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。図４に示すように、制御装置５は、プロセス制御バルブ３と電気的に接続される。また、制御装置５は、硬水軟化装置１における原水流量計６１及び塩水流量計６２と電気的に接続され、各流量計からの流量検出信号を受信する。なお、図示していないが、制御装置５には、再生時刻等を表示する表示パネル、ユーザにより操作可能なボタン等を有する操作部が電気的に接続されている。
【００８４】
制御装置５は、図４に示すように、バルブ制御部５１と、計時部５２と、メモリ部５３と、を備える。バルブ制御部５１は、メモリ部５３に記憶された制御プログラムに従って、プロセス制御バルブ３における各弁３１１〜３１８の開閉を制御することにより、硬水軟化装置１を所要の運転モード（図２に示す状態遷移図を参照）に対応する流路に切り換える。
【００８５】
バルブ制御部５１は、前述したイベントＥ１〜Ｅ８の発生に従って運転モードを設定する。そして、バルブ制御部５１は、メモリ部５３に記憶された各運転モードにおけるプロセスの実行に必要な各弁３１１〜３１８の開閉状態（図３参照）となるように、駆動信号をプロセス制御バルブ３に出力する。これにより、プロセス制御バルブ３の内部においては、設定された運転モードに対応する流路への切り替えが行われる。
【００８６】
硬水軟化装置１において、バルブ制御部５１により水処理モードが設定されると、圧力タンク２への通水が可能な状態となる。水処理モードにおいて、ユーザが軟水Ｗ２の採水箇所で蛇口等を開くと、圧力タンク２への通水が行われる。一方、圧力タンク２への通水が停止して、原水流量計６１からの流量パルス入力がない状態が所定時間（例えば、３０秒間）継続すると、計時部５２（後述）において、非通水時間Ｔ１［分］の計時がスタートする。なお、ここでの所定時間は、需要箇所で水が使用されていないことを確認するための時間である。非通水時間Ｔ１は、圧力タンク２に連続して水流通がない時間（すなわち、通水停止の継続時間）を指す。
【００８７】
バルブ制御部５１は、計時部５２により計時された非通水時間Ｔ１が予め設定された規定時間ＴＡに達した場合には、圧力タンク２の内部に存在する細菌を強制的に排除するために、運転モードを水処理モードから洗浄モードに切り換えて滞留水排出プロセスを実行し、新水により圧力タンク２の内部を洗浄する。バルブ制御部５１は、洗浄モード（滞留水排出プロセス）の開始後、１００ＣＦＵ／ｍＬの細菌（後述）がすべて排除される水量が通水されたときに、洗浄モードを終了する。
【００８８】
また、圧力タンク２への通水が再開され、原水流量計６１からの流量パルス入力がある状態が所定時間（例えば、１０秒間）継続すると、計時部５２（後述）において、通水継続時間Ｔ２［分］の計時がスタートする。なお、ここでの所定時間は、需要箇所で水が使用されていることを確認するための時間である。そして、バルブ制御部５１は、計時部５２において計時された通水再開後の通水継続時間Ｔ２、原水流量計６１により計測された瞬間流量Ｑ、瞬間流量に対応する排除係数η（後述）に基づいて、通水継続時間Ｔ２の間に圧力タンク２から排除されたであろう細菌の累積数（総排除細菌数）Ｎを、次式により算出する。そして、バルブ制御部５１は、累積数Ｎが予め設定された目標累積数ＮＡ［ＣＦＵ／ｍＬ］に達した場合には、計時部５２において非通水時間Ｔ１をリセットさせる。
Ｎ［ＣＦＵ／ｍＬ］＝Ｔ２［分］×Ｑ［Ｌ／分］×η［ＣＦＵ／ｍＬ／Ｌ］
・・・  （２）
【００８９】
本実施形態では、圧力タンク２内に許容される細菌数として、水道水基準における一般細菌数の上限値（１００ＣＦＵ／ｍＬ）を採用し、目標累積数ＮＡを１００ＣＦＵ／ｍＬに設定している。バルブ制御部５１は、水処理モードにおいて、１００ＣＦＵ／ｍＬの細菌がすべて排除される水量が通水された場合、すなわち累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達した場合には、計時部５２において非通水時間Ｔ１をリセットさせる。
【００９０】
また、バルブ制御部５１は、１００ＣＦＵ／ｍＬの細菌がすべて排除される水量が通水されないまま、通水が停止した場合には、その時点までに算出された累積数Ｎをメモリ部５３に記憶させる。この場合には、計時部５２による非通水時間Ｔ１の計時が継続する。
【００９１】
上記式（２）に示す排除係数ηは、１Ｌの通水で排除することができる細菌数を意味する。排除係数ηは、通水時における原水Ｗ１の瞬間流量Ｑが高いほど数値が大きくなる。例えば、通水時の瞬間流量Ｑが１４Ｌ／分の場合において、１００ＣＦＵ／ｍＬの細菌をすべて排除するためには、通水継続時間Ｔ２として５分が必要となる。その場合の排除係数ηは、１．４３となる。一方、通水時の瞬間流量Ｑが７Ｌ／分の場合において、１００ＣＦＵ／ｍＬの細菌をすべて排除するためには、通水継続時間Ｔ２として１２分が必要となる。その場合の排除係数ηは、１．１９となる。
【００９２】
後述するメモリ部５３には、瞬間流量Ｑと排除係数ηとが対応付けて記憶される。例えば、瞬間流量Ｑの変動幅を７Ｌ／分〜１４Ｌ／分とし、排除係数ηを１Ｌ／分毎に算出した場合には、瞬間流量Ｑと排除係数ηとを対応付けた１３組のデータがメモリ部５３に記憶される。
【００９３】
図５に示すように、瞬間流量Ｑと排除係数ηとは、比例関係にある。そのため、瞬間流量Ｑに予め設定された補正係数を乗算（又は除算）することにより、排除係数ηの近似値を算出することもできる。図５に示すグラフは、圧力タンク２のサイズが外径１０×高さ１９（インチ）、内容積が１８．６Ｌ、イオン交換樹脂量が１５Ｌの場合の例である。
【００９４】
なお、圧力タンク２の仕様やイオン交換樹脂量等によっては、排除係数ηと瞬間流量Ｑとの関係が、図５に示すような比例関係とならない場合も考えられる。その場合には、例えば、上述した補正係数の代わりに、瞬間流量Ｑから排除係数ηを算出する換算式を用いることができる。
【００９５】
再び、バルブ制御部５１について説明する。バルブ制御部５１は、計時部５２により計時された非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達した時点（すなわち、洗浄モードへの移行タイミング）で、メモリ部５３に記憶されている累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達していなければ、目標累積数ＮＡとその時点における累積数Ｎとの差分を細菌の残留数Ｒ［ＣＦＵ／ｍＬ］として算出する。そして、バルブ制御部５１は、規定時間ＴＡ経過後に実行される洗浄モード（滞留水排出プロセス）において、洗浄開始後の洗浄継続時間Ｔ３、原水流量計６１により計測された瞬間流量Ｑ、及びこの瞬間流量Ｑに対応する排除係数ηに基づいて、洗浄継続時間Ｔ３の間に圧力タンク２から排除されたであろう細菌の累積数Ｎを、次式により算出する。そして、バルブ制御部５１は、累積数Ｎが残留数Ｒに達した場合には、洗浄モードを終了させる。
Ｎ［ＣＦＵ／ｍＬ］＝Ｔ３［分］×Ｑ［Ｌ／分］×η［ＣＦＵ／ｍＬ／Ｌ］
・・・  （３）
【００９６】
例えば、計時部５２により計時された非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達した時点で、累積数Ｎが５０であったとする。その場合の残留数Ｒ（目標累積数ＮＡ−累積数Ｎ）は、５０となる。そして、瞬間流量Ｑが７Ｌ／分（排除係数η＝１．１９）で洗浄モードが実行されたとすると、洗浄継続時間Ｔ３が６分経過した時点で、累積数Ｎは残留数Ｒに達する。従って、制御部５１は、洗浄モード（滞留水排出プロセス）を開始してから、６分後に洗浄モードを終了させる。
【００９７】
また、バルブ制御部５１は、ある通水状態において算出した累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達していない場合には、目標累積数ＮＡと算出済みの累積数Ｎとの差分を細菌の残留数Ｒとして算出する。そして、バルブ制御部５１は、それ以降の通水状態において新たに算出した累積数Ｎが残留数Ｒに達した場合には、計時部５２において非通水時間Ｔ１をリセットさせる。
【００９８】
例えば、ユーザが軟水Ｗ２を使用することにより、瞬間流量Ｑが７Ｌ／分（排除係数η＝１．１９）で、通水継続時間Ｔ２が４分間となる通水状態ａが生じたとすると、通水状態ａで算出される累積数Ｎは、３３．３［ＣＦＵ／ｍＬ］となる。この場合、通水状態ａが終了した時点の残留数Ｒは、６６．７［ＣＦＵ／ｍＬ］となる。再びユーザが軟水Ｗ２を使用することにより、瞬間流量Ｑが１４Ｌ／分（排除係数η＝１．４３）で、通水継続時間Ｔ２が３．３３分間を超える通水状態ｂが生じたとすると、通水状態ｂで新たに算出される累積数Ｎは、６６．７［ＣＦＵ／ｍＬ］以上となる。そして、通水継続時間Ｔ２が３．３３分間を超えた時点において、新たに算出された累積数Ｎ（通水状態ｂで排除された細菌数）が残留数Ｒ（通水状態ａで排除されなかった細菌数）に達する。そのため、バルブ制御部５１は、通水状態ｂにおいて、通水継続時間Ｔ２が３．３３分を超えた時点で、計時部５２により計時されている非通水時間Ｔ１をリセットさせる。
【００９９】
また、上述したように、本実施形態では、圧力タンク２内に許容される細菌数として、水道水基準における一般細菌数の上限値（１００ＣＦＵ／ｍＬ）を採用し、目標累積数ＮＡを１００ＣＦＵ／ｍＬに設定している。前述した圧力タンク２のサイズが外径１０×高さ１９（インチ）、内容積が１８．６Ｌ、イオン交換樹脂量が１５Ｌの場合の例では、気温２０℃のとき、圧力タンク２に通水が全くない状態で１２時間が経過すると、圧力タンク２内の一般細菌数が１００ＣＦＵ／ｍＬまで増殖する。
【０１００】
この目標累積数ＮＡは、計時部５２において非通水時間Ｔ１をリセットさせた後の経過時間が１２時間未満の場合には、通水停止状態での経過時間に応じて変更してもよい。例えば、計時部５２において非通水時間Ｔ１をリセットさせた後、６時間が経過した時点で通水があった場合には、通水開始時に目標累積数ＮＡとして１０［ＣＦＵ／ｍＬ］を設定する。この場合、バルブ制御部１１は、通水開始後に算出した累積数Ｎが１０に達した時点で、計時部５２において非通水時間Ｔ１をリセットさせる。また、計時部５２において非通水時間Ｔ１をリセットさせた後、９時間が経過した時点で通水があった場合には、通水開始時に目標累積数ＮＡとして３２［ＣＦＵ／ｍＬ］を設定する。この場合、バルブ制御部１１は、通水開始後に算出した累積数Ｎが３２に達した時点で、計時部５２において非通水時間Ｔ１をリセットさせる。
【０１０１】
なお、非通水時間Ｔ１をリセットさせた後のある通水状態ｃにおいて、累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達しなかった場合には、通水状態ｃで算出された累積数Ｎが次の通水状態ｄの開始時に設定される目標累積数ＮＡから差し引かれる。例えば、非通水時間Ｔ１をリセットさせた後、３時間が経過した時点で通水状態ｃが生じ、その開始時に目標累積数ＮＡとして３［ＣＦＵ／ｍＬ］が設定されたとする。通水状態ｃで算出された累積数Ｎが２であれば、累積数Ｎ＜目標累積数ＮＡなので非通水時間Ｔ１のリセットはない。次いで、リセットから６時間（即ち、通水状態ｃの終了から３時間）が経過した時点で通水状態ｄが生じ、その開始時に目標累積数ＮＡとして１０［ＣＦＵ／ｍＬ］が設定されたとする。この場合、先行して算出された累積数Ｎが２であるので、バルブ制御部１１は、通水状態ｄで算出した累積数Ｎが８（１０−２）に達した時点で非通水時間Ｔ１をリセットさせる。
【０１０２】
計時部５２は、水処理モードにおいて、圧力タンク２への通水が停止され、原水流量計６１からの流量パルス入力がない状態が所定時間（例えば、３０秒間）継続すると、非通水時間Ｔ１の計時をスタートさせる。また、計時部５２は、水処理モードにおいて、圧力タンク２への通水が再開され、原水流量計６１からの流量パルス入力がある状態が所定時間（例えば、１０秒間）継続すると、通水再開後の通水継続時間Ｔ２の計時をスタートさせる。また、計時部５２は、洗浄モード（滞留水排出プロセス）において、圧力タンク２への洗浄液（原水Ｗ１）の通水が開始されると、洗浄開始後の洗浄継続時間Ｔ３の計時をスタートさせる。
【０１０３】
計時部５２は、洗浄モード移行前の運転モードに関わらず、洗浄モードから水処理モードに復帰するときに、それまでの計時時間をリセットする。また、計時部５２は、バルブ制御部５１からリセット命令が与えられた場合には、それまでの計時時間をリセットする。
【０１０４】
メモリ部５３は、硬水軟化装置１の運転を実施する制御プログラム等を記憶するための記憶装置である。制御プログラムは、前述したイベントＥ１〜Ｅ８の発生に従って運転モードを移行させると共に、各運転モードにおいて規定の処理プロセスを実行させるように、プロセス制御バルブ３を制御するプログラムである。また、メモリ部５３には、各処理プロセスの実行条件に関するデータが記憶される。また、メモリ部５３には、非通水時間Ｔ１、通水継続時間Ｔ２、洗浄継続時間Ｔ３、規定時間ＴＡ、瞬間流量Ｑ（実測値）、排除係数η、累積数Ｎ（算出値）等に関するデータが記憶される。
【０１０５】
次に、本実施形態の硬水軟化装置１において、圧力タンク２への通水が停止／再開した場合の動作を、図６〜図８を参照しながら説明する。図６〜図８は、硬水軟化装置１の制御装置５において、圧力タンク２への通水が停止／再開した場合の処理手順を示すフローチャートである。図６〜図８に示すフローチャートの処理は、メモリ部５３に記憶された制御プログラムに基づいて、バルブ制御部５１により実行される。また、図６〜図８に示すフローチャートの処理は、硬水軟化装置１の運転中において繰り返し実行される。
【０１０６】
図６に示すステップＳＴ１０１において、バルブ制御部５１は、水処理モード（水処理プロセスＳＴ１）の実行中に、圧力タンク２への通水が停止したか否かを判定する。バルブ制御部５１は、原水流量計６１からの流量パルス入力がない状態が所定時間（例えば、３０秒間）継続したときに「通水停止」と判断する。このステップＳＴ１０１において、バルブ制御部５１により、圧力タンク２への通水が停止した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ移行する。また、ステップＳＴ１０１において、バルブ制御部５１により、圧力タンク２への通水が停止していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０１へ戻る。
【０１０７】
ステップＳＴ１０２（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）において、バルブ制御部５１は、計時部５２に計時開始命令を出し、非通水時間Ｔ１の計時をスタートさせる。ステップＳＴ１０３において、バルブ制御部５１は、計時部５２で計時された非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達したか否かを判定する。このステップＳＴ１０３において、バルブ制御部５１により、非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０４へ移行する（イベントＥ５の発生）。また、ステップＳＴ１０３において、バルブ制御部５１により、非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１３（図７参照）へ移行する。
【０１０８】
ステップＳＴ１０４（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）において、バルブ制御部５１は、メモリ部５３に累積数Ｎのデータが存在する（有り）か否かを判定する。メモリ部５３に記憶された累積数Ｎは、以前の通水状態において算出されたものである。ステップＳＴ１０４において、バルブ制御部５１により、メモリ部５３に累積数Ｎのデータが存在する（ＹＥＳ）、すなわちＮ＞０であると判定された場合に、処理はステップＳＴ１０５へ移行する。また、ステップＳＴ１０４において、バルブ制御部５１により、メモリ部５３に累積数Ｎのデータが存在しない（ＮＯ）、すなわちＮ＝０であると判定された場合に、処理はステップＳＴ１１０へ移行する。
【０１０９】
ステップＳＴ１０５（ステップＳＴ１０４：ＹＥＳ）において、バルブ制御部５１は、目標累積数ＮＡと、メモリ部５３に記憶された累積数Ｎとの差分を残留数Ｒとして算出する。ステップＳＴ１０６において、バルブ制御部５１は、プロセス制御バルブ３の運転モードを、水処理モードから洗浄モードに移行させる。これにより、図２に示すように、滞留水排出プロセスＳＴ８が実行される。滞留水排出プロセスＳＴ８が開始され、圧力タンク２への洗浄液（原水Ｗ１）の供給が開始されると、計時部５２において、洗浄開始後の洗浄継続時間Ｔ３の計時がスタートする。ステップＳＴ１０７において、バルブ制御部５１は、上記式（３）に基づいて、洗浄継続時間Ｔ３の間に圧力タンク２から排除されたであろう細菌の累積数Ｎを算出する。
【０１１０】
ステップＳＴ１０８において、バルブ制御部５１は、ステップＳＴ１０７で算出した累積数ＮがステップＳＴ１０５で算出した残留数Ｒに達したか否かを判定する。このステップＳＴ１０８において、バルブ制御部５１により、累積数Ｎが残留数Ｒに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０９へ移行する（イベントＥ６の発生）。また、ステップＳＴ１０８において、バルブ制御部５１により、累積数Ｎが残留数Ｒに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０７へ戻る。
【０１１１】
ステップＳＴ１０９において、バルブ制御部５１は、洗浄モードを終了し、プロセス制御バルブ３の運転モードを水処理モードに復帰させる。これにより、水処理プロセスＳＴ１が実行される。また、バルブ制御部５１は、滞留水排出プロセスＳＴ８の終了時点で、計時部５２により計時されている非通水時間Ｔ１をリセットさせる。
【０１１２】
一方、ステップＳＴ１１０（ステップＳＴ１０４：ＮＯ）において、バルブ制御部５１は、プロセス制御バルブ３の運転モードを、水処理モードから洗浄モードに移行させる。これにより、図２に示すように、滞留水排出プロセスＳＴ８が実行される。滞留水排出プロセスＳＴ８が開始され、圧力タンク２への洗浄液（原水Ｗ１）の供給が開始されると、計時部５２において、洗浄開始後の洗浄継続時間Ｔ３の計時がスタートする。ステップＳＴ１１１において、バルブ制御部５１は、上記式（３）に基づいて、洗浄継続時間Ｔ３の間に圧力タンク２から排除されたであろう細菌の累積数Ｎを算出する。
【０１１３】
ステップＳＴ１１２において、バルブ制御部５１は、ステップＳＴ１１１で算出した累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達したか否かを判定する。このステップＳＴ１１２において、バルブ制御部５１により、累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０９へ移行する（イベントＥ６の発生）。また、ステップＳＴ１１２において、バルブ制御部５１により、累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１１に戻る。
【０１１４】
上記ステップＳＴ１０４〜ステップＳＴ１１２は、非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達した場合、すなわちイベントＥ５が発生した場合に実行される処理である。
【０１１５】
図７に示すステップＳＴ１１３（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）において、バルブ制御部５１は、水処理モード（水処理プロセスＳＴ１）の実行中に、圧力タンク２への通水が再開したか否かを判定する。バルブ制御部５１は、原水流量計６１からの流量パルス入力がある状態が所定時間（例えば、１０秒間）継続したときに「通水再開」と判断する。ステップＳＴ１１３において、バルブ制御部５１により、圧力タンク２への通水が再開した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１４へ移行する。また、ステップＳＴ１１３において、バルブ制御部５１により、圧力タンク２への通水が再開していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ戻る。なお、通水が再開されると、計時部５２において、通水再開後の通水継続時間Ｔ２の計時がスタートする。
【０１１６】
ステップＳＴ１１４（ステップＳＴ１１３：ＹＥＳ）において、バルブ制御部５１は、メモリ部５３に累積数Ｎのデータが存在する（有り）か否かを判定する。メモリ部５３に記憶された累積数Ｎは、以前の通水状態において算出されたものである。ステップＳＴ１１４において、バルブ制御部５１により、メモリ部５３に累積数Ｎのデータが存在する（ＹＥＳ）、すなわちＮ＞０であると判定された場合に、処理はステップＳＴ１１５へ移行する。また、ステップＳＴ１１４において、バルブ制御部５１により、メモリ部５３に累積数Ｎが存在しない（ＮＯ）、すなわちＮ＝０であると判定された場合に、処理はステップＳＴ１２１（図８参照）へ移行する。
【０１１７】
ステップＳＴ１１５（ステップＳＴ１１４：ＹＥＳ）において、バルブ制御部５１は、目標累積数ＮＡと、メモリ部５３に記憶された累積数Ｎとの差分を残留数Ｒとして算出する。ステップＳＴ１１６において、バルブ制御部５１は、通水継続時間Ｔ２の間に圧力タンク２から排除されたであろう細菌の累積数Ｎを算出する。
【０１１８】
ステップＳＴ１１７において、バルブ制御部５１は、ステップＳＴ１１６で算出した累積数ＮがステップＳＴ１１５で算出した残留数Ｒに達したか否かを判定する。このステップＳＴ１１７において、バルブ制御部５１により、累積数Ｎが残留数Ｒに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１８へ移行する。また、ステップＳＴ１１７において、バルブ制御部５１により、累積数Ｎが残留数Ｒに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１９へ移行する。
【０１１９】
ステップＳＴ１１８（ステップＳＴ１１７：ＹＥＳ）において、バルブ制御部５１は、計時部５２により計時されている非通水時間Ｔ１をリセットさせて、本フローチャートの処理を終了する。
【０１２０】
一方、ステップＳＴ１１９（ステップＳＴ１１７：ＮＯ）において、バルブ制御部５１は、水処理モード（水処理プロセスＳＴ１）の実行中に、圧力タンク２への通水が停止したか否かを判定する。前述したステップＳＴ１０１と同様に、バルブ制御部５１は、原水流量計６１からの流量パルス入力がない状態が所定時間（例えば、３０秒間）継続したときに「通水停止」と判断する。このステップＳＴ１１９において、バルブ制御部５１により、圧力タンク２への通水が停止した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１２０へ移行する。また、ステップＳＴ１１９において、バルブ制御部５１により、圧力タンク２への通水が停止していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１６へ戻る。
【０１２１】
ステップＳＴ１２０（ステップＳＴ１１９：ＹＥＳ）において、バルブ制御部５１は、その時点までに算出された累積数Ｎをメモリ部５３に記憶させる。ステップＳＴ１２０の後、処理は、ステップＳＴ１０３（図６参照）へ移行する。
【０１２２】
図８に示すステップＳＴ１２１（ステップＳＴ１１４：ＮＯ）において、バルブ制御部５１は、通水継続時間Ｔ２の間に圧力タンク２から排除されたであろう細菌の累積数Ｎを算出する。
【０１２３】
ステップＳＴ１２２において、バルブ制御部５１は、ステップＳＴ１２１で算出した累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達したか否かを判定する。このステップＳＴ１２２において、バルブ制御部５１により、累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１８（非通水時間Ｔ１をリセット）へ移行する。また、ステップＳＴ１２２において、バルブ制御部５１により、累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１２３へ移行する。
【０１２４】
ステップＳＴ１２３（ステップＳＴ１２２：ＮＯ）において、バルブ制御部５１は、水処理モード（水処理プロセスＳＴ１）の実行中に、圧力タンク２への通水が停止したか否かを判定する。前述したステップＳＴ１０１と同様に、バルブ制御部５１は、原水流量計６１からの流量パルス入力がない状態が所定時間（例えば、３０秒間）継続したときに「通水停止」と判断する。このステップＳＴ１２３において、バルブ制御部５１により、圧力タンク２への通水が停止した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１２０へ移行する。また、ステップＳＴ１２３において、バルブ制御部５１により、圧力タンク２への通水が停止していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１２１へ戻る。
【０１２５】
上記ステップＳＴ１１３〜ステップＳＴ１２３は、非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達していない場合、すなわちイベントＥ５が発生していない場合に実行される処理である。
【０１２６】
上述した本実施形態に係る硬水軟化装置１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
【０１２７】
硬水軟化装置１においては、圧力タンク２への通水が停止すると、非通水時間Ｔ１の計時がスタートし、その非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達した場合に洗浄モード（滞留水排出プロセス）が実行される。また、硬水軟化装置１においては、圧力タンク２への通水が再開されると、圧力タンク２への通水継続時間Ｔ２、通水時の瞬間流量Ｑ、及び瞬間流量Ｑに対応する排除係数ηに基づいて、圧力タンク２から排除されたであろう細菌の累積数Ｎが算出され、この累積数Ｎが予め設定された目標累積数ＮＡに達した場合に、非通水時間Ｔ１がリセットされる。
【０１２８】
そのため、硬水軟化装置１においては、非通水時間Ｔ１の計時中に通水が再開されても、圧力タンク２から目標累積数ＮＡに相当する数の細菌が排除されなければ、非通水時間Ｔ１がリセットされることがない。従って、硬水軟化装置１によれば、圧力タンク２内の一般細菌数を常に水道水基準以下に保つことができる。
【０１２９】
また、硬水軟化装置１においては、非通水時間Ｔ１が規定時間ＴＡに達した時点で、累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達していない場合には、目標累積数ＮＡとその時点における累積数Ｎとの差分を細菌の残留数Ｒとして算出し、規定時間ＴＡの経過後に実行される洗浄モードにおいて、洗浄開始後の洗浄継続時間Ｔ３、洗浄液としての原水Ｗ１の瞬間流量Ｑ、及び瞬間流量Ｑに対応する排除係数ηに基づいて、圧力タンク２内から排除されたであろう細菌の累積数Ｎを算出し、この累積数Ｎが残留数Ｒに達した場合には、洗浄モードを終了する。そのため、硬水軟化装置１によれば、滞留水排出プロセスに要する時間及び洗浄液の水量を抑制しつつ、圧力タンク２内の一般細菌数をほぼゼロにすることができる。
【０１３０】
また、硬水軟化装置１においては、ある通水状態にて算出した累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達していない場合には、目標累積数ＮＡと算出済みの累積数Ｎとの差分を細菌の残留数Ｒとして算出し、以降の通水状態にて新たに算出した累積数Ｎが残留数Ｒに達した場合には、非通水時間Ｔ１がリセットされる。そのため、硬水軟化装置１においては、水処理モードに増減する細菌の数が細かく管理されるので、圧力タンク２内の一般細菌数が水道水基準を超えた状態で洗浄モードに移行することがない。従って、硬水軟化装置１によれば、適切なタイミングで圧力タンク２内を洗浄することができ、無駄な水の消費を抑制することができる。
【０１３１】
また、硬水軟化装置１においては、非通水時間Ｔ１をリセットした後の通水停止状態での経過時間に応じて目標累積数ＮＡが設定される。これによれば、滞留時間の経過とともに増殖すると考えられる細菌の数に応じた目標累積数ＮＡが設定されるので、滞留水排出プロセスに要する時間及び洗浄液の水量を最小限としながらも、衛生的な軟水Ｗ２を確保することができる。
【０１３２】
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、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
【０１３３】
例えば、本実施形態では、非通水時間Ｔ１をリセットした後の通水停止状態での経過時間に応じて目標累積数ＮＡを設定する例について説明した。これに限らず、圧力タンク２の内部温度に応じて目標累積数ＮＡを設定するようにしてもよいし、圧力タンク２の外壁温度に応じて目標累積数ＮＡを設定するようにしてもよい。
【０１３４】
図９は、圧力タンク２内での一般細菌の増殖数を気温別に示したグラフである。図９に示すように、気温が上昇するに従い、一般細菌の増殖数が多くなることが分かる。また、経過時間が１〜５時間では、気温による一般細菌の増殖数に大きな差は生じていない。しかしながら、経過時間が６時間以降、特に１２時間に達すると、一般細菌の増殖数は、最大で約５．６倍の差が生じている。一般に、洗浄モードを実行して、圧力タンク２内に繁殖した細菌を強制的に排除する場合の規定時間ＴＡとしては、６〜１２時間が設定される。そのため、圧力タンク２の内部温度又は外壁温度に応じて目標累積数ＮＡを設定することにより、圧力タンク２内の一般細菌数を常に水道水基準以下に保つことができる。
【０１３５】
なお、圧力タンク２の内部温度を測定する方式は、圧力タンク２の外壁温度を測定する方式に比べて、より正確に目標累積数ＮＡを設定することができる。しかし、圧力タンク２の内部温度を測定する方式では、圧力タンク２の内部に温度センサを設置しにくい場合がある。その場合には、圧力タンク２の外壁温度を測定する方式を採用することにより、温度センサの設置を容易にしつつ、正確な目標累積数ＮＡの設定が可能となる。
【符号の説明】
【０１３６】
１  硬水軟化装置（イオン交換装置）
２  圧力タンク
３  プロセス制御バルブ（流路切替手段）
５  制御装置
５１  バルブ制御部
５２  計時部（計時手段）
５３  メモリ部
６１  原水流量計（流量計測手段）
２１１  イオン交換樹脂床
【図１】
2015039654.tif 000003
【図２】
2015039654.tif 000004
【図３】
2015039654.tif 000005
【図４】
2015039654.tif 000006
【図５】
2015039654.tif 000007
【図６】
2015039654.tif 000008
【図７】
2015039654.tif 000009
【図８】
2015039654.tif 000010
【図９】
2015039654.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月4日(2013.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記イオン交換装置においては、圧力タンクへの通水が無い時間を水流なし積算時間（以下、「積算時間」ともいう）として計時し、その積算時間が所定時間に達した場合に洗浄モードが実行される。また、上記イオン交換装置においては、積算時間の計時中に通水が行われた場合には、積算時間がリセットされる。通水により、圧力タンク内に滞留している保有水が新水と置換され、排出されるからである。なお、積算時間が所定時間に達していない状態では、圧力タンク内の一般細菌数は、水道水質基準の１００ＣＦＵ／ｍＬ以下を満たしている。そのため、新水の流入によって圧力タンクから排出された保有水は、飲用に適した水質の処理水として需要箇所に供給可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
一般に、圧力タンクから排出される細菌の数は、通水時の瞬間流量により異なる。すなわち、通水時の瞬間流量が大きいほど単位時間当たりに排出される細菌の数は多くなり、通水時の瞬間流量が小さいほど単位時間当たりに排出される細菌の数は少なくなる。従来のイオン交換装置では、積算時間の計時中に通水が再開されると、通水の瞬間流量や通水の継続時間等に係わらず、積算時間がリセットされる。そのため、積算時間の計時中に通水が再開された場合でも、その通水の瞬間流量が小さい場合や、通水の継続時間が短い場合には、積算時間のリセットの時点で、圧力タンク内に多くの細菌が残留したままになっていることが考えられる。それゆえ、処理水の使用量が少ない時間帯では、積算時間の計時中に圧力タンク内の一般細菌数が水道水質基準を超えてしまい、なおかつ洗浄モードが実行される前に通水が行われる危険があった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
従って、本発明は、圧力タンク内の一般細菌数を常に水道水質基準以下に保つことができるイオン交換装置を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明によれば、圧力タンク内の一般細菌数を常に水道水質基準以下に保つことができるイオン交換装置を提供することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
本実施形態では、圧力タンク２内に許容される細菌数として、水道水質基準における一般細菌数の上限値（１００ＣＦＵ／ｍＬ）を採用し、目標累積数ＮＡを１００ＣＦＵ／ｍＬに設定している。バルブ制御部５１は、水処理モードにおいて、１００ＣＦＵ／ｍＬの細菌がすべて排除される水量が通水された場合、すなわち累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達した場合には、計時部５２において非通水時間Ｔ１をリセットさせる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
また、上述したように、本実施形態では、圧力タンク２内に許容される細菌数として、水道水質基準における一般細菌数の上限値（１００ＣＦＵ／ｍＬ）を採用し、目標累積数ＮＡを１００ＣＦＵ／ｍＬに設定している。前述した圧力タンク２のサイズが外径１０×高さ１９（インチ）、内容積が１８．６Ｌ、イオン交換樹脂量が１５Ｌの場合の例では、気温２０℃のとき、圧力タンク２に通水が全くない状態で１２時間が経過すると、圧力タンク２内の一般細菌数が１００ＣＦＵ／ｍＬまで増殖する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
そのため、硬水軟化装置１においては、非通水時間Ｔ１の計時中に通水が再開されても、圧力タンク２から目標累積数ＮＡに相当する数の細菌が排除されなければ、非通水時間Ｔ１がリセットされることがない。従って、硬水軟化装置１によれば、圧力タンク２内の一般細菌数を常に水道水質基準以下に保つことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
また、硬水軟化装置１においては、ある通水状態にて算出した累積数Ｎが目標累積数ＮＡに達していない場合には、目標累積数ＮＡと算出済みの累積数Ｎとの差分を細菌の残留数Ｒとして算出し、以降の通水状態にて新たに算出した累積数Ｎが残留数Ｒに達した場合には、非通水時間Ｔ１がリセットされる。そのため、硬水軟化装置１においては、水処理モードに増減する細菌の数が細かく管理されるので、圧力タンク２内の一般細菌数が水道水質基準を超えた状態で洗浄モードに移行することがない。従って、硬水軟化装置１によれば、適切なタイミングで圧力タンク２内を洗浄することができ、無駄な水の消費を抑制することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
図９は、圧力タンク２内での一般細菌の増殖数を気温別に示したグラフである。図９に示すように、気温が上昇するに従い、一般細菌の増殖数が多くなることが分かる。また、経過時間が１〜５時間では、気温による一般細菌の増殖数に大きな差は生じていない。しかしながら、経過時間が６時間以降、特に１２時間に達すると、一般細菌の増殖数は、最大で約５．６倍の差が生じている。一般に、洗浄モードを実行して、圧力タンク２内に繁殖した細菌を強制的に排除する場合の規定時間ＴＡとしては、６〜１２時間が設定される。そのため、圧力タンク２の内部温度又は外壁温度に応じて目標累積数ＮＡを設定することにより、圧力タンク２内の一般細菌数を常に水道水質基準以下に保つことができる。