(57)【要約】【課題】滞留水を排出するために圧力タンクから排出される水量を低減できるイオン交換装置を提供すること。【解決手段】イオン交換装置（１）は、イオン交換樹脂床（２１１）が収容される圧力タンク（２）と、流通手段（３）と、流通制御手段（５１０）と、を備えており、前記流通制御手段（５１０）は、繰上再生可能条件が満たされている間に洗浄開始条件が満たされると、洗浄モードを開始させる代わりに再生モードを開始させるように構成されており、前記洗浄開始条件は、水処理モードへの移行直後の所定時間の間、前記洗浄モードを開始させないように設定されており、前記再生開始条件は、積算通水時間（Ｄ）が採水可能時間以上であることであり、積算通水時間は、前回の前記再生モードが終了した後に実行される前記水処理モードにおいて前記原水が前記圧力タンク（２）を流れた総時間であり、前記繰上再生可能条件は、前記積算通水時間（Ｄ）が繰上再生可能採水時間以上であることである。【選択図】図６
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【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が導入されると前記原水から処理水を製造する水処理モードと、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、その後前記圧力タンクに洗浄水を導入することにより前記圧力タンクから前記再生液を排出する再生モードと、前記圧力タンクに前記洗浄水を導入することにより前記圧力タンク内に滞留する滞留水を排出する洗浄モードと、を有する流通手段と、
洗浄開始条件が満たされると前記水処理モードを前記洗浄モードに移行させ、再生開始条件が満たされると前記水処理モードを前記再生モードに移行させ、前記洗浄モードまたは前記再生モードが終了すると前記水処理モードを開始させる流通制御手段と、を備えており、
前記洗浄水は、前記原水または前記処理水であり、
前記流通制御手段は、繰上再生可能条件が満たされている間に前記洗浄開始条件が満たされると、前記洗浄モードを開始させる代わりに前記再生モードを開始させるように構成されており、
前記洗浄開始条件は、前記水処理モードへの移行直後の所定時間の間、前記洗浄モードを開始させないように設定されており、
前記再生開始条件は、積算通水時間が採水可能時間以上であることであり、積算通水時間は、前回の前記再生モードが終了した後に実行される前記水処理モードにおいて前記原水が前記圧力タンクを流れた総時間であり、前記採水可能時間は、再生によって回復可能な前記イオン交換樹脂床の能力に応じて設定されており、
前記繰上再生可能条件は、前記積算通水時間が繰上再生可能採水時間以上であることであり、前記繰上再生可能採水時間は、前記採水可能時間よりも短い時間である、イオン交換装置。
【請求項２】
前記洗浄開始条件は、流通停止時間が前記所定時間として設定された第１設定時間以上であることであり、
前記流通停止時間は、前記水処理モードにおいて前記原水が前記圧力タンクを連続的に流通していない時間である、請求項１に記載のイオン交換装置。
【請求項３】
前記洗浄開始条件は、最大滞留時間が前記所定時間として設定された第２設定時間以上であることであり、
前記最大滞留時間は、前記滞留水の部分のうち、前記圧力タンク内で最も長時間にわたって存在する部分の滞留時間である、請求項１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。イオン交換装置は、イオン交換樹脂床を収容し、原水等の液体が導入される圧力タンクを備えている。
【０００３】
イオン交換装置においては、流路の切り換え状態を、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と、圧力タンクに再生液を導入することによりイオン交換樹脂床を再生させる再生モードと、圧力タンクに洗浄水を導入することにより圧力タンクの内部を洗浄する洗浄モードと、に切り換えることができるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この水処理モードでは、通水が長時間実行されない場合に、圧力タンク内に滞留水が長時間存在することにより、雑菌が繁殖しやすくなる。
【０００４】
そこで、飲用に適した安全な処理水を確保するため、特許文献１には、水処理モードにおいて通水流路における原水や軟水の流れが停止する時間（流通停止時間）が、所定時間以上ない場合に洗浄モードを開始させるイオン交換装置が記載されている。所定時間は、例えば１２時間である。洗浄モードにおいて、圧力タンク内では、滞留水が新水（新たに導入される原水）に置換され、雑菌の繁殖が抑制される。また、特許文献１に記載のイオン交換装置は、水処理モードにおいて喪失したイオン交換能力を回復させるため、処理水（または原水）の積算流量、すなわち採水量が所定量を超えると再生モードを開始させる。特許文献１に記載のイオン交換装置は、再生モードにおいて、圧力タンクに再生液を導入することによりイオン交換樹脂床を再生させ、その後圧力タンクに原水を導入して再生を完了させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
洗浄モードは、流通停止時間が所定時間を超えると開始される。流通停止時間は、水処理モードにおいて処理水が製造された場合だけでなく、洗浄モードへの移行や、再生モードへの移行が行われた場合にも、その計時値がリセットされる。このため、再生モードの終了後すぐに洗浄モードが開始されることはない。具体的には、再生モードの終了時点から需要箇所で処理水が消費されない状態（すなわち、処理水が製造されない状態）が継続した場合であっても、その状態で所定時間（例えば、１２時間）が経過しない限り、洗浄モードは開始されない。
【０００７】
一方、再生モードは、処理水の積算流量が所定量を超えると開始される。処理水の積算流量は、需要箇所での水消費行動と密接な関係があるため、再生モードの開始時刻は不定である。このため、洗浄モードの終了後すぐに再生モードが開始される場合がある。具体的には、処理水の積算流量が所定量間近になった状態（すなわち、残存するイオン交換能力が僅かになった状態）で、処理水が製造されない状態となり、その状態で所定時間が経過して洗浄モードが開始されたとする。そして、洗浄モードの終了に引き続いて処理水の製造が行われると、直ちに処理水の積算流量が所定量を超え、再生モードが開始される場合がある。
【０００８】
圧力タンク内の滞留水を新水で置換するという点において、洗浄モードおよび再生モードは共通している。つまり、再生モードへの移行が行われると、洗浄モードへの移行も実質的に行われたことになる。上述したように、再生モードの終了後すぐに洗浄モードが開始されることはないが、洗浄モードの終了後すぐに再生モードが開始される場合がある。洗浄モードの終了後すぐに再生モードが開始されると、実質的に先の洗浄モードが不要であるにも拘わらず、短時間の間に二重に滞留水が排出される。この結果、水道水等の原水が無駄に消費されることになり、水道料金の増大を招いてしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、滞留水を排出するために圧力タンクから排出される水量を低減できるイオン交換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るイオン交換装置は、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が導入されると前記原水から処理水を製造する水処理モードと、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、その後前記圧力タンクに洗浄水を導入することにより前記圧力タンクから前記再生液を排出する再生モードと、前記圧力タンクに前記洗浄水を導入することにより前記圧力タンク内に滞留する滞留水を排出する洗浄モードと、を有する流通手段と、洗浄開始条件が満たされると前記水処理モードを前記洗浄モードに移行させ、再生開始条件が満たされると前記水処理モードを前記再生モードに移行させ、前記洗浄モードまたは前記再生モードが終了すると前記水処理モードを開始させる流通制御手段と、を備えており、前記洗浄水は、前記原水または前記処理水であり、前記流通制御手段は、繰上再生可能条件が満たされている間に前記洗浄開始条件が満たされると、前記洗浄モードを開始させる代わりに前記再生モードを開始させるように構成されており、前記洗浄開始条件は、前記水処理モードへの移行直後の所定時間の間、前記洗浄モードを開始させないように設定されており、前記再生開始条件は、積算通水時間が採水可能時間以上であることであり、積算通水時間は、前回の前記再生モードが終了した後に実行される前記水処理モードにおいて前記原水が前記圧力タンクを流れた総時間であり、前記採水可能時間は、再生によって回復可能な前記イオン交換樹脂床の能力に応じて設定されており、前記繰上再生可能条件は、前記積算通水時間が繰上再生可能採水時間以上であることであり、前記繰上再生可能採水時間は、前記採水可能時間よりも短い時間である。
【００１１】
前記イオン交換装置において、前記洗浄開始条件は、流通停止時間が前記所定時間として設定された第１設定時間以上であることであり、前記流通停止時間は、前記水処理モードにおいて前記原水が前記圧力タンクを連続的に流通していない時間である。
【００１２】
前記イオン交換装置において、前記洗浄開始条件は、最大滞留時間が前記所定時間として設定された第２設定時間以上であることであり、前記最大滞留時間は、前記滞留水の部分のうち、前記圧力タンク内で最も長時間にわたって存在する部分の滞留時間である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るイオン交換装置は、滞留水を排出するために圧力タンクから排出される水量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の硬水軟化装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態の硬水軟化装置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の開閉状態を示す図である。
【図４】第１実施形態の硬水軟化装置の制御に係る機能ブロック図である。
【図５】通常の運転モードの切換タイミングを説明する図である。
【図６】再生モードへの移行が繰り上げられる場合を含む運転モードの切換タイミングを説明する図である。
【図７】第１実施形態の硬水軟化装置における運転モードの切換制御を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態の硬水軟化装置において流通停止時間に基づいて現在の装置状態が洗浄タイミングになったことを判定する制御を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態の硬水軟化装置の制御に係る機能ブロック図である。
【図１０】圧力タンクの滞留水量を分割した複数の画分について説明する図である。
【図１１】複数の画分が７個の場合について、圧力タンクに水が滞留する様子を説明する図である。
【図１２】第２実施形態の硬水軟化装置における運転モードの切換制御を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態の硬水軟化装置において最大滞留時間に基づいて現在の装置状態が洗浄タイミングになったことを判定する制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
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。
【００１６】
図１は、第１実施形態の硬水軟化装置の全体構成図である。硬水軟化装置１は、水道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（例えば、一般細菌数に係る水道水質基準を満足する軟水）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。
【００１７】
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、流通手段としてのプロセス制御バルブ３と、塩水タンク４と、流通制御手段としてのバルブ制御部５１０を含む制御装置５と、を備えて構成される。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
原水ラインＬ１は、上水道本管等の原水供給源に接続され、例えば、０．１５〜０．７４ＭＰａの原水圧力が常時掛かっている。本実施形態の原水は水道水であり、プロセス制御バルブ３の外部の原水ラインＬ１および軟水ラインＬ２は、水道引込管で構成されている。また、軟水ラインＬ２は、需要箇所に設けられた給水弁６（例えば、キッチン，洗面所，浴室などに設けられた各種水栓、水洗トイレのタンクに設けられたボールタップ等）に接続されている。需要箇所で給水弁６が開かれているとき、詳しくは後述するが、通常、軟水ラインＬ２から軟水が供給される。
【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の水流通の有無を原水Ｗ１の流量パルスにより検知可能であり、流通検知部として機能する。また、原水流量計６１は、圧力タンク２の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、水量検出部としても機能する。原水流量計６１からの流通検知信号及び水量検出信号は、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。なお、本実施形態での原水流量計６１は、水流通の有無を検知できればよいので、流量センサに替えて、接点信号をオンオフ出力するフロースイッチを採用することもできる。
【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。
【００４９】
図２は、第１実施形態の硬水軟化装置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。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が導入されると原水Ｗ１から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、その後圧力タンク２に洗浄水としての原水Ｗ１を導入することにより圧力タンク２から再生液を排出する再生モードと、圧力タンク２に洗浄水としての原水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〜Ｅ６を示す。
【００５１】
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〕洗浄水（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）を洗浄するリンスプロセス
〔ＳＴ９〕原水Ｗ１を塩水タンク４へ供給する補水プロセス
〔ＳＴ１０〕洗浄水（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）を洗浄する滞留水排出プロセス
〔ＳＴ１１〕洗浄水の供給を待機する待機プロセス
【００５２】
水処理モードでは、水処理プロセスＳＴ１が実行されるか、または水処理プロセスＳＴ１の実行が待機されている。再生モードでは、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２から補水プロセスＳＴ９までの７つのプロセスＳＴ２−ＳＴ９が順に実行される。洗浄モードでは、滞留水排出プロセスＳＴ１０が実行される。待機モードでは、待機プロセスＳＴ１１が実行される。
【００５３】
イベントＥ１は、運転モードが水処理モードから再生モードへ移行する場合を示す。再生モードの開始条件（再生開始条件）が満たされると、イベントＥ１が発生する。再生開始条件は後述する。イベントＥ２は、運転モードが再生モードから水処理モードへ移行する場合を示す。再生モードにおいて７つのプロセスＳＴ２−ＳＴ９がすべて終了すると、イベントＥ２が発生する。
【００５４】
イベントＥ３は、運転モードが水処理モードから洗浄モードへ移行する場合を示す。洗浄モードの開始条件（洗浄開始条件）が満たされると、イベントＥ３が発生する。洗浄開始条件は後述する。
【００５５】
イベントＥ４は、運転モードが洗浄モードから水処理モードへ移行する場合を示す。洗浄モードにおいて滞留水排出プロセスＳ１０が終了すると、イベントＥ４が発生する。イベントＥ５は、運転モードが洗浄モードから待機モードへ移行する場合を示す。待機モードの開始条件（待機開始条件）が満たされると、イベントＥ５が発生する。待機開始条件は後述する。イベントＥ６は、運転モードが待機モードから洗浄モードへ移行する場合を示す。待機モードの終了条件（待機終了条件）が満たされると、イベントＥ６が発生する。待機終了条件は後述する。
【００５６】
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。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〜ＳＴ１１においては、バイパス弁３１３が開放されている。そのため、プロセスＳＴ２〜ＳＴ１１において需要箇所で給水弁６が開かれた場合、原水ラインＬ１に導入された原水Ｗ１は、接続部Ｊ１２からバイパスラインＬ６へ流通し、接続部Ｊ２２を介して、軟水ラインＬ２から排出される。つまり、軟水化処理されていない水道水等が、圧力タンク２を通過することなく、そのまま軟水ラインＬ２から排出され、需要箇所に送水される。
【００５８】
〔水処理モード〕
水処理モードでは、需要箇所に設けられた給水弁６（例えば、キッチン，洗面所，浴室などに設けられた各種水栓、水洗トイレのタンクに設けられたボールタップ等）が開かれているとき、水処理プロセスＳＴ１が実行される。水処理プロセスＳＴ１が実行されると、軟水Ｗ２が製造される。一方、給水弁６が閉じられているとき、水処理プロセスＳＴ１が実行されない。この場合、軟水Ｗ２は製造されない。
【００５９】
〔水処理モード：水処理プロセスＳＴ１〕
水処理モードでは、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。需要箇所で給水弁６が開かれることによって水処理プロセスＳＴ１が実行されると、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。
【００６０】
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を介して、軟水ラインＬ２から排出される。
【００６１】
〔再生モード〕
再生モードでは、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、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２〜補水プロセスＳＴ９が順次実施される（図２参照）。これらのプロセスの実行には、原水Ｗ１が必要である。上述したように、原水ラインＬ１には、０．１５〜０．７４ＭＰａの原水圧力が常時掛かっている。そのため、需要箇所での給水弁６の操作とは関係なく、原水Ｗ１が原水ラインＬ１に供給される。また、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】
〔再生開始条件〕
上述したように、再生開始条件が満たされると、運転モードが水処理モードから洗浄モードへ移行する。再生開始条件は、積算通水時間が採水可能時間以上であることである。積算通水時間は、前回の再生モードが終了した後に実行される水処理モードにおいて原水Ｗ１が圧力タンク２を流れた総時間である。原水Ｗ１が圧力タンク２を流れた総時間は、原水流量計６１によって検出可能である。採水可能時間は、再生によって回復可能なイオン交換樹脂床の能力に応じて設定されている。すなわち、イオン交換樹脂床２１１が硬度成分を置換できなくなるまでに、原水Ｗ１が圧力タンク２を流れた総時間、またはこの総時間よりも短い時間として、採水可能時間が設定されている。
【００６３】
〔再生モード：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。
【００６４】
〔再生モード：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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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）
【００６８】
〔再生モード：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。
【００６９】
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。
【００７０】
〔再生モード：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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
〔再生モード：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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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水としても機能する。
【００８０】
〔再生モード：リンスプロセス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、軟水化される。
イオン交換樹脂床２１１を通過した軟水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。
【００８１】
〔再生モード：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】
〔洗浄モード〕
洗浄モードでは、圧力タンク２内の滞留水を排出し且つイオン交換樹脂床２１１を洗浄するために、滞留水排出プロセスＳＴ１０が実行される。滞留水排出プロセスＳＴ１０の実行には、原水Ｗ１が必要である。上述したように、原水ラインＬ１には、０．１５〜０．７４ＭＰａの原水圧力が常時掛かっている。そのため、需要箇所での給水弁６の操作とは関係なく、原水Ｗ１が原水ラインＬ１に供給される。
【００８３】
〔洗浄開始条件〕
上述したように、洗浄開始条件が満たされると、運転モードが水処理モードから洗浄モードへ移行する。洗浄開始条件は、流通停止時間ＴＲが所定時間として設定された第１設定時間ＴＲＳ以上であることである。流通停止時間ＴＲは、水処理モードにおいて原水Ｗ１が圧力タンク２を連続的に通過してない時間である。流通停止時間ＴＲは、原水流量計６１からの流量検出信号の有無によって算出可能である。
【００８４】
運転モードが水処理モードに移行するときには、水処理モードへの移行に先立って再生モードまたは洗浄モードが実行されている。再生モードおよび洗浄モードでは、原水Ｗ１が圧力タンク２内に導入されることにより、滞留水が新水（新たに導入された原水Ｗ１）に置換される。洗浄モード（滞留水排出プロセスＳＴ１０）は詳しくは後述する。原水Ｗ１の導入は、再生モードおよび洗浄モードの終了時まで行われる。再生モードおよび洗浄モードの終了時は、水処理モードの開始時にほぼ等しい。このため、流通停止時間ＴＲは、水処理モードの開始時にゼロにリセットされる。つまり、洗浄開始条件は、水処理モードへの移行直後の所定時間（第１設定時間ＴＲＳ）の間、洗浄モードを開始させないように設定されている。また、流通停止時間ＴＲは、水処理モードにおいて流通停止時間ＴＲが計時されているときに原水流量計６１からの流量検出信号があった場合に、ゼロにリセットされる。
【００８５】
〔洗浄モード：滞留水排出プロセス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。滞留水排出プロセスＳＴ１０における開閉状態は、リンスプロセスＳＴ８における開閉状態と同じである。このため、滞留水排出プロセスＳＴ１０では、リンスプロセスＳＴ８と同様の処理が行われる。滞留水排出プロセスＳＴ１０は、繁殖した雑菌を排出して飲用に適した処理水の品質を維持するため、滞留水を新水に置換するために、設けられている。
【００８６】
水道水は、細菌汚染を防止するため塩素消毒がなされているが、圧力タンク２内で長時間滞留していると、塩素の殺菌力が失われ、雑菌が繁殖しやすくなる。具体的に説明すると、イオン交換樹脂床２１１の樹脂ビーズは有機物であるため、塩素が樹脂ビーズと長時間接触していると、塩素との反応による樹脂ビーズの酸化分解が起こる。すると、塩素が消失した環境下で樹脂ビーズの分解生成物が雑菌の栄養源になって、雑菌は樹脂の表面上で繁殖するようになる。樹脂の表面に付着している雑菌の排出には、相応の水量が必要である。このため、滞留水排出プロセスＳＴ１０で導入される原水Ｗ１の水量は、リンスプロセスＳＴ８で導入される原水Ｗ１の水量の数倍に設定されている。例えば、滞留水排出プロセスＳＴ１０の実行時間が１５分に設定され、リンスプロセスＳＴ８の実行時間が５分に設定される。ここで、原水Ｗ１は、圧力タンク２の内部（イオン交換樹脂床２１１）を洗浄する洗浄水として機能する。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、軟水化される。イオン交換樹脂床２１１を通過した軟水Ｗ２は、排水Ｗ５として系外へ排出される。
【００８７】
硬水軟化装置１が家庭用として使用される場合、滞留水排出プロセスＳＴ１０は、具体的には、次のように実施される。バルブ制御部５１０は、イオン交換樹脂床２１１での原水Ｗ１（洗浄水）の線速度を５〜６０ｍ／ｈの範囲に設定する。洗浄水の線速度は、洗浄手段としてのプロセス制御バルブ３に組み込まれた第２定流量弁３４により、圧力タンク２から排出される排水Ｗ５の流量を所定範囲に調節することにより設定される。他の構成としては、例えば第１排水弁３１７を比例制御弁とし、その開度を調節することによっても、線速度を所望の範囲に設定することができる。なお、原水Ｗ１（洗浄水）の線速度とは、原水Ｗ１の流量をイオン交換樹脂床２１１の横断面積で除したものであり、次式で示される。
線速度［ｍ／ｈ］＝流量［ｍ３／ｈ］÷横断面積［ｍ２］  ・・・  （２）
【００８８】
また、バルブ制御部５１０は、イオン交換樹脂床２１１に対する原水Ｗ１の量を、第１設定時間ＴＲＳが長い場合には多く設定し、第１設定時間ＴＲＳが短い場合には少なく設定する。例えば、第１設定時間ＴＲＳが６〜２４時間に設定される場合に、バルブ制御部５１０は、イオン交換樹脂床２１１に対する原水Ｗ１（洗浄水）の量を６〜１２ＢＶの範囲に設定する。第２定流量弁３４等によって排水Ｗ５の流量が規定されるため、洗浄水の量は、滞留水排出プロセスＳＴ８の実施時間を変更することにより設定される。
【００８９】
また、洗浄水は、原水Ｗ１の代わりに、処理水（軟水Ｗ２）を用いることができる。この場合、硬水軟化装置１は、圧力タンク２で製造された処理水を蓄えておく処理水タンクを備えており、処理水タンクから洗浄水としての処理水が供給される。この場合、洗浄水の通過によって、イオン交換樹脂床２１１の除去能力が低下しない。さらに、洗浄水は、塩素を含む水を用いることができる。この場合、バルブ制御部５１０は、イオン交換樹脂床２１１の単位樹脂量に対して少なくとも０．５ｍｇＣｌ／Ｌ−Ｒの塩素量を接触させるように、プロセス制御バルブ３による滞留水排出プロセスＳＴ８の実施時間を制御する。なお、塩素は、原水Ｗ１に元から含まれる残留塩素であってもよいし、原水Ｗ１に別途添加した次亜塩素酸ナトリウム等の塩素剤であってもよい。
【００９０】
〔待機モード〕
待機モードは、洗浄モードにおける滞留水排出プロセスＳ９の実行を待機するモードである。待機モードは、洗浄水が確保できないと判断される状態になった場合に、その状態が解消されるまで実行される。
【００９１】
〔待機開始条件〕
上述したように、待機開始条件が満たされると、運転モードが洗浄モードから待機モードへ移行する。待機開始条件は、洗浄モードにおいて、原水ラインＬ１における原水Ｗ１の流通が停止していることである。この場合、滞留水排出プロセスＳ９の実行が中断されて、待機モードが開始される。待機開始条件が満たされる一例として、例えば、断水が発生した場合を挙げることができる。
【００９２】
〔待機終了条件〕
上述したように、待機終了条件が満たされると、運転モードが待機モードから洗浄モードへ移行する。待機終了条件は、待機モードにおいて、原水ラインＬ１における原水Ｗ１の流通が発生していることである。待機終了条件が満たされる一例として、例えば、断水が復旧した場合を挙げることができる。
【００９３】
〔待機モード：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を流れる原水Ｗ１の流路が、接続部Ｊ１１、バイパスラインＬ６、接続部Ｊ２２、及び軟水ラインＬ２を経由するように形成される。
【００９４】
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。図４は、第１実施形態の硬水軟化装置１の制御に係る機能ブロック図である。
【００９５】
制御装置５は、硬水軟化装置１における各部を制御する。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、原水流量計６１からの流通検知信号及び水量検出信号並びに塩水流量計６２からの流量信号を受信する。
【００９６】
制御装置５は、洗浄タイミング判定部５０１と、流通停止時間算出部５０２と、流通停止時間判定部５０３と、再生タイミング判定部５０６と、内部時計部５０７と、繰上再生判定部５０８と、流通制御手段としてのバルブ制御部５１０と、メモリ部５２０と、を含んで構成される。
【００９７】
洗浄タイミング判定部５０１は、現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったか否かを判定する。洗浄タイミングＴＩＭ１とは、イベントＥ１〜Ｅ６で規定された運転モード切換タイミングのうち、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タイミングである。洗浄タイミング判定部５０１は、流通停止時間算出部５０２によって算出された流通停止時間ＴＲが第１設定時間ＴＲＳに達したと流通停止時間判定部５０３により判定されることにより洗浄開始条件が満たされた場合（図８のステップＳＴ２０４がＹＥＳの場合）には、現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったと判定する。
【００９８】
流通停止時間算出部５０２は、現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になるまでの時間を計時するタイマであり、水処理モードにおいて、原水流量計６１（流通検知部）により検知された流通状態に基づいて流通停止時間ＴＲを算出（計時）する。具体的には、流通停止時間算出部５０２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「水流通なしを検知」と判断し、流通停止時間ＴＲの計時を開始する（図７のステップＳＴ２０２〜ＳＴ２０３参照）。逆に、流通停止時間算出部５０２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）継続した場合に、「水流通ありを検知」と判断し、それまで計時された流通停止時間ＴＲをリセットする（図７のステップＳＴ２０６〜ＳＴ２０７参照）。また、流通停止時間算出部５０２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、それまで計時された流通停止時間ＴＲをリセットする。
【００９９】
流通停止時間判定部５０３は、第１設定時間ＴＲＳをメモリ部５２０から読み込むと共に、流通停止時間算出部５０２によって算出された流通停止時間ＴＲが、第１設定時間ＴＲＳに達したか否かを判定する（図７のステップＳＴ２０４参照）。この第１設定時間ＴＲＳは、上記流通停止時間ＴＲの閾値であり、水の滞留によって圧力タンク２内の一般細菌数が水道水質基準上限の１００ＣＦＵ／ｍＬを超えたり、臭いや色が軟水Ｗ２に付いたりしないようにすることができる許容時間である。つまり、この第１設定時間ＴＲＳは、飲用に適した人体に安全な品質の軟水Ｗ２を得ることができる停止時間の上限閾値を勘案して設定され、例えば、６〜２４時間に設定される。
【０１００】
再生タイミング判定部５０６は、現在の装置状態が再生タイミングＴＩＭ２になったか否かを判定する。再生タイミングＴＩＭ２とは、イベントＥ１〜Ｅ６で規定された運転モード切換タイミングのうち、運転モードを水処理モードから再生モードに移行させるタイミングである。積算通水時間が採水可能時間以上になることにより再生開始条件が満たされると、再生タイミング判定部５０６は、現在の装置状態が再生タイミングＴＩＭ２になったと判定し、再生開始信号をバルブ制御部５１０に出力する。
【０１０１】
内部時計部５０７は、いわゆるカレンダークロックであり、現在の日時（現在時刻）を刻む時計機能を有する。内部時計部５０７の内蔵メモリには、最新の時計情報（年／月／日／時／分／曜日）が記憶されている。
【０１０２】
繰上再生判定部５０８は、現在の装置状態が繰上再生可能条件を充足したか否かを判定する。繰上再生可能条件は、上述の積算通水時間が繰上再生可能採水時間以上であることである。繰上再生可能採水時間は、上述の採水可能時間よりも短い時間である。繰上再生可能採水時間は、例えば、採水可能時間の９０％の時間に設定される。図５において、採水可能時間は、前回の再生タイミングＴＩＭ２から次回の再生タイミングＴＩＭ２までの間に処理水を採水することのできる時間である。繰上再生可能採水時間は、前回の再生タイミングＴＩＭ２から繰上再生可能タイミングＴＩＭ３までの間に処理水が採水される時間である。繰上再生可能タイミングＴＩＭ３から次回の再生タイミングＴＩＭ２までの間の区間、すなわち積算通水時間が繰上再生可能採水時間以上、且つ採水可能時間未満の区間では、再生モードへの移行を繰り上げることが可能になっている。
【０１０３】
バルブ制御部５１０は、水処理モード、再生モード及び洗浄モードを、所定の移行条件に基づいて運転モード切換タイミングで切り換えるように、プロセス制御バルブ３を制御する。運転モード切換タイミングとして、水処理モードから洗浄モードに移行させる洗浄タイミングＴＩＭ１と、水処理モードから再生モードに移行させる再生タイミングＴＩＭと、がある。バルブ制御部５１０は、現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１のときに水処理モードから洗浄モードに移行させ、且つ、現在の装置状態が再生タイミングＴＩＭ２のときに水処理モードから再生モードに移行させるように、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８を制御する。
【０１０４】
前述したように、洗浄タイミング判定部５０１は、流通停止時間ＴＲが第１設定時間ＴＲＳに達したと判定された場合に、現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったと判定する。そして、バルブ制御部５１０は、洗浄タイミング判定部５０１によるこの判定結果に基づいて、水処理モードから洗浄モードに移行するように、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８を制御する。
【０１０５】
また、前述したように、再生タイミング判定部５０６は、積算通水時間が採水可能時間以上になることにより再生開始条件が満たされると、現在の装置状態が再生タイミングＴＩＭ２になったと判定し、再生開始信号をバルブ制御部５１０に出力する。そして、バルブ制御部５１０は、再生タイミング判定部５０６からの再生開始信号を受けて、水処理モードから再生モードに移行するように、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８を制御する。
【０１０６】
また、バルブ制御部５１０は、繰上再生可能条件が満たされている間に洗浄開始条件が満たされると、洗浄モードを開始させる代わりに再生モードを開始するように構成されている。具体的には、バルブ制御部５１０は、積算通水時間が繰上再生可能採水時間以上、且つ採水可能時間未満の範囲内において、現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になった場合に、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８を制御することにより、運転モードを水処理モードから洗浄モードに移行させずに、運転モードを水処理モードから再生モードに移行させる。
【０１０７】
メモリ部５２０は、硬水軟化装置１の制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。具体的には、メモリ部５２０は、硬水軟化装置１の各種運転モードを動作させる制御プログラム、各種計算値（例えば、流通停止時間ＴＲ、積算通水時間Ｄ）、各種設定値（例えば、第１設定時間ＴＲＳ、採水可能時間、および繰上再生可能採水時間）等を記憶する。
【０１０８】
図５、図６を参照して、運転モードの切換を説明する。
【０１０９】
図５は、通常の運転モードの切換タイミングを説明する図である。図５において、横軸は積算通水時間Ｄの変化を時系列で表している。０％時間Ｄ０は、再生モードから水処理モードに移行し、積算通水時間Ｄがゼロにリセットされた状態を示しており、水処理タイミングＴＩＭ０における装置状態に対応している。水処理タイミングＴＩＭ０は、水処理モードが開始されるときの運転モード切替タイミングを示している。１００％時間Ｄ１００は、積算通水時間Ｄが採水可能時間に達し、水処理モードから再生モードに移行した状態を示しており、再生タイミングＴＩＭ２における装置状態に対応している。９０％時間Ｄ９０は、水処理モードにおいて積算通水時間Ｄが繰上再生可能採水時間（採水可能時間の９０％）に達した状態を示しており、繰上再生可能タイミングＴＩＭ３が発生する装置状態に対応している。積算通水時間Ｄが９０％時間Ｄ９０から１００％時間Ｄ１００までの区間、すなわち繰上再生可能タイミングＴＩＭ３の発生以後は、再生モードへの移行を繰り上げることが可能になっている。
【０１１０】
２５％時間Ｄ２５は、第１回目の洗浄タイミングＴＩＭ１が発生する装置状態を示している。すなわち、２５％時間Ｄ２５は、積算通水時間Ｄが採水可能時間の２５％までカウントされた時点で処理水の流通が停止され、流通停止時間ＴＲが第１設定時間ＴＲＳに達したときの状態である。７０％時間Ｄ７０は、第２回目の洗浄タイミングＴＩＭ１が発生する装置状態を示している。すなわち、７０％時間Ｄ７０は、積算通水時間Ｄが採水可能時間の７０％までカウントされた時点で処理水の流通が停止され、流通停止時間ＴＲが第１設定時間ＴＲＳに達したときの状態である。図５から明らかなように、２５％時間Ｄ２５，７０％時間Ｄ７０の状態では、繰上再生可能タイミングＴＩＭ３は未だ発生していない。そのため、洗浄タイミングＴＩＭ１が発生した場合には、再生モードへの繰上げ移行は行われず、通常の制御動作に従って水処理モードから洗浄モードへ移行する。
【０１１１】
図６は、再生モードへの移行が繰り上げられる場合を含む運転モードの切換タイミングを説明する図である。図５では、すべての洗浄タイミングＴＩＭ１は、繰上再生可能タイミングＴＩＭ３の発生前である。一方、図６では、１つの洗浄タイミングＴＩＭ１が、繰上再生可能タイミングＴＩＭ３の発生前であり、他の洗浄タイミングＴＩＭ１が、繰上再生可能タイミングＴＩＭ３の発生後である。
【０１１２】
図６において、０％時間Ｄ０，２５％時間Ｄ２５，９０％時間Ｄ９０の状態では、図５と同様に、それぞれ水処理タイミングＴＩＭ０、第１回目の洗浄タイミングＴＩＭ１および繰上再生可能タイミングＴＩＭ３が発生している。９５％時間Ｄ９５は、第２回目の洗浄タイミングＴＩＭ１が発生する装置状態を示している。すなわち、９５％時間Ｄ９５は、積算通水時間Ｄが採水可能時間の９５％までカウントされた時点で処理水の流通が停止され、流通停止時間ＴＲが第１設定時間ＴＲＳに達したときの状態である。繰上再生可能タイミングＴＩＭ３の発生後、即ち積算通水時間Ｄが９０％時間Ｄ９０から１００％時間Ｄ１００までの区間で洗浄タイミングＴＩＭ１が発生した場合、運転モードは水処理モードから、洗浄モードの代わりに再生モードに移行する。つまり、第２回目の洗浄タイミングＴＩＭ１は、再生タイミングＴＩＭ２に置き換えられる。再生モードへの移行が行われると、最終的に流通停止時間ＴＲがゼロにリセットされる。この結果、洗浄モードへの移行が１回キャンセルされる。また、再生モードが終了すると積算通水時間Ｄがゼロにリセットされ、運転モードは水処理モードに移行される。したがって、再生モードへの繰上げ移行が行われた場合には、１００％時間Ｄ１００での再生タイミングＴＩＭ２は発生しないことになる。
【０１１３】
次に、再生モードへの移行を繰り上げる制御について、図７を参照しながら、説明する。図７は、第１実施形態の硬水軟化装置１における運転モードの切換制御を示すフローチャートである。このフローチャートの開始時には、運転モードは水処理モード（水処理プロセスＳＴ１を実行）に保たれている。
【０１１４】
内部時計部５０７は、常に現在時刻を刻んでいる。内部時計部５０７の作動は、制御装置５の電源を投入することにより開始される。内部時計部５０７の日時合わせは、制御装置５に備えられた操作パネルを介して行われる。また、原水流量計６１は常に原水ラインＬ１を通過する原水Ｗ１の流量を検出している。このため、積算通水時間Ｄも常に算出されている。
【０１１５】
ステップＳＴ１０１において、洗浄タイミング判定部５０１は、洗浄開始条件に基づいて現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったか否かを判定する。現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったと判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ１０２に進む。現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になっていないと判定された場合（ＮＯ）には、処理は、後述するステップＳＴ１０９に進む。
【０１１６】
ステップＳＴ１０２において、繰上再生判定部５０８は、積算通水時間Ｄと採水可能時間との比較に基づいて、現在の装置状態が繰上再生可能条件を充足したか否かを判定する。ここで、処理がステップＳＴ１０２に進んでいるとき、現在の装置状態は洗浄タイミングＴＩＭ１になっている。このため、このステップＳＴ１０２の判定に基づいて、洗浄モードへの移行を再生モードへの移行に変更するか、または洗浄モードへの移行をそのまま維持するかが、決定される。積算通水時間Ｄが繰上再生可能採水時間以上となっており、現在の装置状態が繰上再生可能条件を充足している場合（ＹＥＳ）には、洗浄モードを実行せずに再生モードへの移行を繰り上げるために、処理は、ステップＳＴ１０３に進む。積算通水時間Ｄが繰り上げ再生可能採水時間未満となっており、現在の装置状態が繰上再生可能条件を充足していない場合（ＮＯ）には、洗浄モードをそのまま実行させるために、処理は、ステップＳＴ１０６に進む。
【０１１７】
ステップＳＴ１０３において、バルブ制御部５１０は、プロセス制御バルブ３の運転モードを、水処理モードから再生モードに移行させる。これにより、図２に示すように、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２、逆洗浄プロセスＳＴ３、第１再生プロセスＳＴ４、第１押出プロセスＳＴ５、第２再生プロセスＳＴ６、第２押出プロセスＳＴ７、リンスプロセスＳＴ８、および補水プロセスＳＴ９が順に実行される。
【０１１８】
ステップＳＴ１０４において、流通停止時間算出部５０２は、計時した流通停止時間ＴＲをゼロにリセットし、制御装置５は積算通水時間Ｄをゼロにリセットする。ステップＳＴ１０５において、バルブ制御部５１０は、プロセス制御バルブ３の運転モードを、再生モードから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が実行されて、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。
【０１１９】
ステップＳＴ１０６（ステップＳＴ１０４でＮＯ）において、バルブ制御部５１０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ＳＴ１０が実行される。滞留水排出プロセスＳＴ１０が終了すると、処理がステップＳＴ１０７へ進む（図２のイベントＥ４が発生）。
【０１２０】
ステップＳＴ１０７において、流通停止時間算出部５０２は、計時した流通停止時間ＴＲをゼロにリセットする。ステップＳＴ１０８において、バルブ制御部５１０は、プロセス制御バルブ３の運転モードを、洗浄モードから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。
【０１２１】
ステップＳＴ１０９において、再生タイミング判定部５０６は、再生開始条件に基づいて現在の装置状態が再生タイミングＴＩＭ２になったか否かを判定する。現在の装置状態が再生タイミングＴＩＭ２のときに運転モードを水処理モードから再生モードに移行させる現在時刻が再生タイミングＴＩＭ２になったと判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ１０３に進む。現在の装置状態が再生タイミングＴＩＭ２になっていないと判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ１０１に戻る。
【０１２２】
次に、図７のステップＳＴ１０１における洗浄タイミングＴＩＭ１の判定の動作について、図８を参照しながら説明する。図８は、第１実施形態の硬水軟化装置１において流通停止時間ＴＲに基づいて現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったことを判定する制御を示すフローチャートである。第１実施形態における洗浄タイミングＴＩＭ１の判定は、圧力タンク２の水流通の有無に基づいて行われる。
【０１２３】
図８に示すように、ステップＳＴ２０１において、流通停止時間判定部５０３は、第１設定時間ＴＲＳをメモリ部５２０から読み込む。ステップＳＴ２０２において、流通停止時間算出部５０２は、原水流量計６１により検知された流通状態に基づいて、圧力タンク２への水流通の停止を判定する。すなわち、流通停止時間算出部５０２は、原水流量計６１からの流量パルス入力（流通検知信号）がない状態が所定時間（例えば、３０秒間）継続したときに「水流通なしを検知」と判断し、処理は、ステップＳＴ２０３へ進む。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。一方、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継続しなかったときは、再生タイミングＴＩＭ２に達したか否かを判定するため、処理は、図７におけるステップＳＴ１０９に進む。
【０１２４】
ステップＳＴ２０３において、流通停止時間算出部５０２は、流通停止時間ＴＲの算出（計時）を開始する。続くステップＳＴ２０４において、流通停止時間判定部５０３は、流通停止時間算出部５０２によって算出された流通停止時間ＴＲが、ステップＳＴ２０１で読み込まれた第１設定時間ＴＲＳに達したか否かを判定する。流通停止時間ＴＲが第１設定時間ＴＲＳに達した場合（ＹＥＳ）には、水の滞留によって圧力タンク２内の一般細菌数が水道水質基準上限を超えるおそれがあるため、処理は、ステップＳＴ２０５へ進む。一方、流通停止時間ＴＲが第１設定時間ＴＲＳに達していない（ＮＯ）場合には、圧力タンク２内の一般細菌数が水道水質基準上限を超えるおそれがないため、処理は、ステップＳＴ２０６に進む。
【０１２５】
ステップＳＴ２０５において、流通停止時間ＴＲが第１設定時間ＴＲＳに達したため、現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったとして、処理は、図６におけるステップＳＴ１０２に進む。
【０１２６】
ステップＳＴ２０６（ステップＳＴ２０４でＮＯ）において、流通停止時間算出部５０２は、原水流量計６１により検知された流通状態に基づいて、圧力タンク２への水流通の再開を判定する。すなわち、流通停止時間算出部５０２は、原水流量計６１からの流量パルス入力（流通検知信号）がある状態が所定時間（例えば、１０秒間）継続したときに「水流通ありを検知」と判断し、処理は、ステップＳＴ２０７へ進む。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。一方、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継続しなかったときは、処理は、ステップＳＴ２０４に戻る。
【０１２７】
ステップＳＴ２０７において、流通停止時間算出部５０２は、それまで計時された流通停止時間ＴＲをゼロにリセットする。その後、処理は、ステップＳＴ１０９に進む。
【０１２８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る硬水軟化装置１について、図１及び図８〜図１０を参照しながら説明する。第２実施形態に係る硬水軟化装置１の全体構成も、図１に示される第１実施形態に係る硬水軟化装置１の全体構成と同じである。なお、第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。
【０１２９】
第２実施形態における洗浄開始条件は、第１実施形態における洗浄開始条件とは異なっている。これに伴って、第２実施形態では、第１実施形態における制御装置５の代わりに、制御装置５Ａが設けられている。これらが、第１実施形態と第２実施形態との間の相違点である。
【０１３０】
第２実施形態における洗浄開始条件は、最大滞留時間が所定時間として設定された第２設定時間以上であることである。最大滞留時間は、滞留水の部分のうち、圧力タンク２内で最も長期間にわたって存在する部分の滞留時間である。
【０１３１】
最大滞留時間は例えば以下のように変化する。水処理モードにおいて圧力タンク２の全容量が滞留水から新水に置換されるだけの採水が行われたとき（すなわち、１度の採水量が全容量以上のとき）、或いは洗浄モードまたは再生モードへの移行によって圧力タンク２の全容量が滞留水から新水に置換されたとき、最大滞留時間はゼロになる。ここで、圧力タンク２の全容量は、圧力タンク２内に滞留可能な全水量（例えば、樹脂ビーズ間の空隙の容積、および樹脂が充填されていないフリーボードの容積を合計した保有水量）を指している。水処理モードにおいて圧力タンク２の全容量未満の採水が繰り返し行われているときには、最大滞留時間は、ゼロに戻ることはなく、増減を繰り返す。以下では、最大滞留時間を特定するための具体的な手段が説明される。
【０１３２】
図９は、第２実施形態の硬水軟化装置１の制御に係る機能ブロック図である。第２実施形態における制御装置５Ａは、洗浄タイミング判定部５０１と、滞留時間算出部５０４と、滞留時間判定部５０５と、再生タイミング判定部５０６と、内部時計部５０７と、繰上再生判定部５０８と、書換部５０９と、バルブ制御部５１０と、メモリ部５２０と、を含んで構成される。制御装置５Ａは、第１実施形態の制御装置５が流通停止時間算出部５０２及び流通停止時間判定部５０３を備えているのに対して、これらに代えて、滞留時間算出部５０４、滞留時間判定部５０５及び書換部５０９を備えている。
【０１３３】
洗浄タイミング判定部５０１は、滞留時間算出部５０４（後述）によって算出された最大滞留時間ＴＴが第２設定時間ＴＴＳに達したと滞留時間判定部５０５（後述）により判定されることにより洗浄開始条件が満たされた場合（図１３のステップＳＴ４０７がＹＥＳの場合）には、現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったと判定する。
【０１３４】
滞留時間算出部５０４は、水処理モードにおいて、原水流量計６１により検出された水量データに基づいて、圧力タンク２の内部に位置する水の最大滞留時間ＴＴを算出（計時）する。ここで、圧力タンク２の内部に位置する水とは、圧力タンク２の内部に滞留水として存在している原水Ｗ１及び軟水Ｗ２を意味する。
【０１３５】
図１０は、圧力タンク２の滞留水量を分割した複数の画分ＫＡ１〜ＫＡＮについて説明する図である。最大滞留時間ＴＴを算出するために、具体的には、圧力タンク２の滞留水量をＮ個の画分ＫＡ１〜ＫＡＮに分割する。ここで、圧力タンク２の滞留水量は、Ｌである。Ｎ個の画分ＫＡ１〜ＫＡＮは、上方側から下方側に向けて、ＫＡ１〜ＫＡＮである。各画分ＫＡ１〜ＫＡＮの容量は、Ｌ／Ｎである。通水方向は、上方側から下方側に向かう方向である。
【０１３６】
図１１は、複数の画分がＫＡ１〜ＫＡ７の７個の場合について、圧力タンク２に水が滞留する様子を説明する図である。滞留時間算出部５０４は、圧力タンク２の滞留水量を分割した複数の画分ＫＡ１〜ＫＡＮに対し、これらの画分ＫＡ１〜ＫＡＮ毎に新水（原水Ｗ１）で置換された置換時刻と現在時刻との差により滞留時間Ｔｉを算出している。さらに、滞留時間算出部５０４は、複数の滞留時間Ｔｉを互いに比較することにより、複数の滞留時間Ｔｉの中で最大値となる最大滞留時間ＴＴを算出する。
【０１３７】
このような条件において、滞留時間算出部５０４は、原水流量計６１からの流量パルス入力に基づいて、圧力タンク２の流入水量（水量データ）を算出する。なお、流量センサを軟水ラインＬ２に設けることもでき、この場合は、滞留時間算出部５０４は、圧力タンク２の流出水量を算出する。
【０１３８】
滞留時間算出部５０４は、圧力タンク２への水流入が停止された時点で、圧力タンク２におけるＮ個の画分ＫＡ１〜ＫＡＮにおいて、次の（３）式により、全画分のうち流入水量が占める個数Ｘを算出する。
Ｘ＝流入水量／（Ｌ／Ｎ）  ・・・  （３）
なお、Ｘは、０＜Ｘ＜Ｎの整数である。そこで、各画分ＫＡ１〜ＫＡＮについて、全量が新水で置換された画分の個数のみをカウントするように、式（３）の計算結果において、Ｘは、小数点以下を切り捨てられる。
【０１３９】
ここで、圧力タンク２の上方側から新水が通水されることにより、上方側からＸ個の画分ＫＡ１〜ＫＡＮにおいて、圧力タンク２の滞留水が順次新水と置換されることになる。後述する書換部５０９は、新水で置換されたＸ個の画分ＫＡ１〜ＫＡＮを対象として、後述するメモリ部５２０に記憶された画分毎の置換時刻を、現在時刻に書き換える。そして、書換部５０９は、新水が圧力タンク２に通水される毎に、画分ＫＡ１〜ＫＡＮそれぞれについて、新水で置換された置換時刻を現在時刻に書き換える。また、新水が通水される前に圧力タンク２の内部に存在していた水は、下方側にスライドして移動され、移動先の画分において、移動前の置換時刻に書き換えられる。この画分ＫＡ１〜ＫＡＮにおいて置換時刻が書き換えの動作は、繰り返して行われる。
【０１４０】
また、書換部５０９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、メモリ部５２０に記憶された全ての画分ＫＡ１〜ＫＡＮにおける置換時刻を、洗浄モードの終了時刻に書き換える。これにより、複数の画分ＫＡ１〜ＫＡＮにおける置換時刻が洗浄モードの終了時刻に書き換えられるため、滞留時間算出部５０４は、洗浄モードの終了時刻を起点として、滞留時間Ｔｉを算出することができる。
【０１４１】
更に理解を容易にするために、図１０に示すように圧力タンク２の滞留水量を分割した複数の画分がＫＡ１〜ＫＡ７の７個の場合について説明する。まず、時刻Ｔ０において、洗浄モードが実行されたとする。滞留水排出プロセス又はリンスプロセスでは、圧力タンク２に滞留水量（容量Ｌ）を超える新水（例えば、上述した６〜１２ＢＶの洗浄水）が通水される。これにより、圧力タンク２の滞留水は、全て新水に入れ替わる。ここで、書換部５０９は、後述するメモリ部５２０に記憶された画分ＫＡ１〜ＫＡ７の全てについて置換時刻を現在時刻Ｔ０（洗浄モードの終了時刻）に書き換える。
【０１４２】
次に、時刻Ｔ１において、滞留水量が入れ替わらない程度の少量の軟水Ｗ２が使用され、圧力タンク２の上方側から画分ＫＡ１〜ＫＡ３の３個分の新水（容量（３／７）Ｌ）が通水されたとする。ここで、書換部５０９は、後述するメモリ部５２０に記憶された画分毎の置換時刻のうち、新水で置換された画分ＫＡ１〜ＫＡ３の置換時刻を現在時刻Ｔ１に書き換える。一方、書換部５０９は、新水で置換されなかった画分ＫＡ４〜ＫＡ７については、置換時刻の書き換えを行わず、既に記憶されている時刻Ｔ０を保持する。
【０１４３】
次に、時刻Ｔ２において、滞留水量が入れ替わらない程度の少量の軟水Ｗ２が使用され、圧力タンク２の上方側から画分ＫＡ１及びＫＡ２の２個分の新水（容量（２／７）Ｌ）が通水されたとする。時刻Ｔ２においては、時刻Ｔ１において画分ＫＡ１〜ＫＡ３に位置していた水は、画分ＫＡ３〜ＫＡ５に移動していると共に、時刻Ｔ１において画分ＫＡ４及びＫＡ５に位置していた水は、画分ＫＡ６〜及びＫＡ７に移動している。ここで、書換部５０９は、後述するメモリ部５２０に記憶された画分ＫＡ１及びＫＡ２の置換時刻を、現在時刻Ｔ２に書き換える。更に、書換部５０９は、後述するメモリ部５２０に記憶された画分ＫＡ３〜ＫＡ５に移動した滞留水の置換時刻を時刻Ｔ１（移動前の置換時刻）に置き換えると共に、画分ＫＡ６〜及びＫＡ７に移動した滞留水の置換時間を時刻Ｔ０（移動前の置換時刻）に保持する。
【０１４４】
次に、時刻Ｔ３において、滞留水量が入れ替わらない程度の少量の軟水Ｗ２が使用され、圧力タンク２の上方側から画分ＫＡ１及びＫＡ２の２個分の新水（容量（２／７）Ｌ）が通水されたとする。時刻Ｔ３においては、時刻Ｔ２において画分ＫＡ３〜ＫＡ５に位置していた水が画分ＫＡ５〜ＫＡ７に移動していると共に、時刻Ｔ２において画分ＫＡ１及びＫＡ２に位置していた水が画分ＫＡ３及びＫＡ４に移動している。ここで、書換部５０９は、後述するメモリ部５２０に記憶された画分ＫＡ１及びＫＡ２の置換時刻を、現在時刻Ｔ３に書き換える。更に、書換部５０９は、後述するメモリ部５２０に記憶された画分ＫＡ３及びＫＡ４に移動した滞留水の置換時刻を時刻Ｔ２（移動前の置換時刻）に置き換えると共に、後述するメモリ部５２０に記憶された画分ＫＡ５〜ＫＡ７に移動した滞留水の置換時刻を時刻Ｔ１（移動前の置換時刻）に置き換える。この画分ＫＡ１〜ＫＡ７において置換時刻が書き換えられる動作は、繰り返して行われる。
【０１４５】
この状態において、滞留時間算出部５０４は、複数の画分ＫＡ１〜ＫＡ７それぞれにおいて、置換時刻と現在時刻との差により、滞留時間Ｔｉを算出する。さらに、滞留時間算出部５０４は、複数の滞留時間Ｔｉの中で最大値となる最大滞留時間ＴＴを算出する。
【０１４６】
滞留時間判定部５０５は、所定の第２設定時間ＴＴＳをメモリ部５２０から読み込むと共に、滞留時間算出部５０４によって算出された最大滞留時間ＴＴが、第２設定時間ＴＴＳに達したか否かを判定する（図１３のステップＳＴ４０７参照）。この第２設定時間ＴＴＳは、最大滞留時間ＴＴの閾値であり、水の滞留によって圧力タンク２内の一般細菌数が水道水質基準上限の１００ＣＦＵ／ｍＬを超えたり、臭いや色が軟水Ｗ２に付いたりしないようにすることができる時間である。つまり、この第２設定時間ＴＴＳは、飲用に適した人体に安全な品質の軟水Ｗ２を得ることができる最大滞留時間ＴＴの上限閾値を勘案して設定され、例えば、６〜２４時間に設定される。
【０１４７】
そして、バルブ制御部５１０は、洗浄タイミング判定部５０１によるこの判定結果に基づいて、運転モードが水処理モードから洗浄モードに移行するように、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８を制御する。
【０１４８】
メモリ部５２０は、硬水軟化装置１の制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。具体的には、メモリ部５２０は、硬水軟化装置１の各種運転モードを動作させる制御プログラム、各種計算値（例えば、複数の画分ＫＡ１〜ＫＡＮの滞留時間Ｔｉ、最大滞留時間ＴＴ）、各種設定値（例えば、第２設定時間ＴＴＳ、採水可能時間、および繰上再生可能採水時間）また、メモリ部５２０は、複数の画分ＫＡ１〜ＫＡＮにおける水の置換時刻を記憶する。メモリ部５２０に記憶された水の置換時刻は、複数の画分ＫＡ１〜ＫＡＮ毎に、書換部５０９により書き換えられる。
【０１４９】
次に、再生モードへの移行を繰り上げる制御について、図１２を参照しながら、説明する。図１２は、第２実施形態の硬水軟化装置１における運転モードの切換制御を示すフローチャートである。このフローチャートの開始時には、運転モードは水処理モード（水処理プロセスＳＴ１を実行）に保たれている。
【０１５０】
第２実施形態においては、図１２におけるステップＳＴ３０４及びＳＴ３０７以外は、第１実施形態に係る図７の制御の動作と同じである。そのため、図１２における第２実施形態のステップＳＴ３０１〜ＳＴ３０６、ＳＴ３０８〜ＳＴ３０９、ＳＴ３１１、ＳＴ３１２の制御の動作の説明については、図７における第１実施形態のステップＳＴ１０１〜ＳＴ１０３、ＳＴ１０５〜ＳＴ１０６、ＳＴ１０８、ＳＴ１０９の制御の動作の説明をそれぞれ援用して、その説明を省略する。
【０１５１】
図１２に示すステップＳＴ３０４及びＳＴ３０７において、書換部５０９は、洗浄モードの終了時点で、メモリ部５２０に記憶された画分ＫＡ１〜ＫＡＮ毎の置換時刻を洗浄モードの終了時刻に書き換える。これにより、複数の画分ＫＡ１〜ＫＡＮにおける置換時刻が洗浄モードの終了時刻に書き換えられるため、滞留時間算出部５０４は、洗浄モードの終了時刻を起点として、圧力タンク２内の滞留水の滞留時間Ｔｉを算出することができる。また、ステップＳＴ３０４では、積算通水時間Ｄがゼロにリセットされる。
【０１５２】
次に、図１２のステップＳＴ３０１における洗浄タイミングＴＩＭ１の判定の処理について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、第２実施形態の硬水軟化装置１において最大滞留時間ＴＴに基づいて現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったことを判定する制御を示すフローチャートである。第２実施形態における洗浄タイミングＴＩＭ１の判定は、圧力タンク２の内部に位置する水の最大滞留時間ＴＴに基づいて行われる。
【０１５３】
図１３に示すように、ステップＳＴ４０１において、滞留時間判定部５０５は、第２設定時間ＴＴＳをメモリ部５２０から読み込む。ステップＳＴ４０２において、滞留時間算出部５０４は、原水流量計６１により検知された流通状態に基づいて、圧力タンク２への入水の開始を判定する。すなわち、滞留時間算出部５０４は、原水流量計６１からの流量パルス入力（流通検知信号）がある状態が所定時間（例えば、１０秒間）継続したときに「水流通ありを検知」と判断し、処理は、ステップＳＴ４０３へ進む。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。一方、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継続しなかったときは、処理は、ステップＳＴ４０２を繰り返す。
【０１５４】
ステップＳＴ４０３において、滞留時間算出部５０４は、原水流量計６１からの流量パルス入力（水量検出信号）に基づいて、圧力タンク２の流入水量（水量データ）を算出する。ステップＳＴ４０４において、滞留時間算出部５０４は、原水流量計６１により検知された流通状態に基づいて、圧力タンク２への入水の停止を判定する。すなわち、滞留時間算出部５０４は、原水流量計６１からの流量パルス入力（流通検知信号）がない状態が所定時間（例えば、３０秒間）継続したときに「水流通なしを検知」と判断して流入水量の算出を終了し、処理は、ステップＳＴ４０５へ進む。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。一方、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継続しなかったときは、処理は、ステップＳＴ４０３へ戻り、流入水量の算出を継続する。
【０１５５】
ステップＳＴ４０５において、書換部５０９は、得られた水量データに基づいてメモリ部５２０に記憶された画分ＫＡ１〜ＫＡＮにおける置換時刻を書き換える。ステップＳＴ４０６において、滞留時間算出部５０４は、最大滞留時間ＴＴを算出する。具体的には、滞留時間算出部５０４は、複数の画分ＫＡ１〜ＫＡＮ（図１０等参照）それぞれにおいて、置換時刻と現在時刻との差により滞留時間Ｔｉを算出する。さらに、滞留時間算出部５０４は、複数の滞留時間Ｔｉを互いに比較することにより、最大滞留時間ＴＴを算出する。
【０１５６】
ステップＳＴ４０７において、滞留時間判定部５０５は、滞留時間算出部５０４によって算出された最大滞留時間ＴＴが、ステップＳＴ４０１で読み込まれた第２設定時間ＴＴＳに達したか否かを判定する。最大滞留時間ＴＴが第２設定時間ＴＴＳに達した場合（ＹＥＳ）には、水の滞留によって圧力タンク２内の一般細菌数が水道水質基準上限を超えるおそれがあるため、処理は、ステップＳＴ４０８へ進む。一方、最大滞留時間ＴＴが第２設定時間ＴＴＳに達していない（ＮＯ）場合には、圧力タンク２内の一般細菌数が水道水質基準上限を超えるおそれがないため、処理は、図１２におけるステップＳＴ３０９に進む。
【０１５７】
ステップＳＴ４０８において、滞留時間ＴＴが第２設定時間ＴＴＳに達したため、現在の装置状態が洗浄タイミングＴＩＭ１になったとして、処理は、図１２におけるステップＳＴ３０２に進む。
【０１５８】
本実施形態に係る硬水軟化装置１は、上述した構成を有することにより、以下の効果を有している。
【０１５９】
（１）第１、第２実施形態に係るイオン交換装置（硬水軟化装置１）は、圧力タンク（２）と、流通手段（プロセス制御バルブ３）と、流通制御手段（バルブ制御部５１０）と、を備えている。流通制御手段は、繰上再生可能条件が満たされている間に洗浄開始条件が満たされると、洗浄モードを開始させる代わりに再生モードを開始させるように構成されている。洗浄開始条件は、水処理モードへの移行直後の所定時間の間、洗浄モードを開始させないように設定されている。再生開始条件は、積算通水時間（Ｄ）が採水可能時間以上であることであり、積算通水時間（Ｄ）は、前回の再生モードが終了した後に実行される水処理モードにおいて原水が圧力タンクを流れた総時間である。採水可能時間は、再生によって回復可能なイオン交換樹脂床の能力に応じて設定されている。繰上再生可能条件は、積算通水時間が繰上再生可能採水時間以上であることである。繰上再生可能採水時間は、採水可能時間よりも短い時間である。
【０１６０】
第１、第２実施形態に係るイオン交換装置では、繰上再生可能条件が満たされている間に洗浄開始条件が満たされると、洗浄モードを開始させる代わりに再生モードが開始される。つまり、積算通水時間Ｄが採水可能量に近づいているとき（すなわち、イオン交換樹脂の除去能力が残り少なくなっているとき）に、現在の装置状態が洗浄モードの実行を必要とする状態（洗浄タイミング）になると、洗浄モードを開始させる代わりに再生モードが開始される。ここで、圧力タンク内の滞留水を新水で置換するという点において、洗浄モードおよび再生モードは共通しているため、再生モードへの移行によって洗浄モードへの移行も実質的に行われたことになる。つまり、第１、第２実施形態に係るイオン交換装置は、再生モードの開始時期（再生タイミング）を早めることによって、再生モードに洗浄モードを兼用させ、洗浄モードへの移行を適宜省略している。また、繰上再生可能条件が満たされている間のみ、再生モードの開始時期（再生タイミング）を早めているので、再生モードへの移行頻度、すなわち再生時の排水量の増加も抑制されている。
【０１６１】
このため、第１、第２実施形態に係るイオン交換装置は、滞留水を排出するために圧力タンクから排出される水量を低減できる。
【０１６２】
（２）第１実施形態に係るイオン交換装置において、洗浄開始条件は、流通停止時間（ＴＲ）が所定時間として設定された第１設定時間（ＴＲＳ）以上であることである。流通停止時間は、水処理モードにおいて原水が圧力タンクを連続的に流通していない時間である。
【０１６３】
流通停止時間の増大は、処理水の製造が行われないことにより、圧力タンク内の滞留水の滞留が長期化していることを意味する。第１実施形態に係るイオン交換装置によれば、流通停止時間が第１設定時間を超えると、洗浄モードまたは再生モードを開始することによって滞留水が新たに導入される原水に置換される。
【０１６４】
このため、第１実施形態に係るイオン交換装置は、衛生的な処理水を恒常的に提供できる。
【０１６５】
（３）第２実施形態に係るイオン交換装置において、洗浄開始条件は、最大滞留時間（ＴＴ）が所定時間として設定された第２設定時間（ＴＴＳ）以上であることである。最大滞留時間は、滞留水の部分のうち、圧力タンク内で最も長時間にわたって存在する部分の滞留時間である。
【０１６６】
最大滞留時間の増大は、圧力タンクの容量と比べて処理水の製造量が少なく、処理水が製造されているにも拘わらず滞留水の置換が起こりにくい状況を示している。第２実施形態に係るイオン交換装置によれば、最大滞留時間が第２設定時間を超えると、洗浄モードまたは再生モードを開始することによって滞留水が新たに導入される原水に置換される。
【０１６７】
このため、第２実施形態に係るイオン交換装置は、衛生的な処理水を恒常的に提供できる。
【０１６８】
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、前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。
【０１６９】
前述の実施形態においては、繰上再生可能採水時間を採水可能時間の９０％の時間に設定したものとして説明したが、採水可能時間よりも短い時間であれば、他の時間に設定してもよい。ただし、イオン交換樹脂の除去能力が十分に利用されていない状態で再生が行われることを回避するため、繰上再生可能採水時間は、採水可能時間の８０〜９８％の範囲の時間に設定することが好ましい。
【０１７０】
また、前述の実施形態においては、圧力タンク２の内部を洗浄する洗浄手段は、圧力タンク２に接続され液体が流通する各種ライン（原水ラインＬ１、軟水ラインＬ２の一部、各排水ラインＬ５１、Ｌ５２、Ｌ５３、塩水ラインＬ４４の一部等）及び各種ラインを開閉するプロセス制御バルブ３であるものとして説明したが、これに制限されない。洗浄手段は、洗浄液を圧力タンク２の内部に供給可能な洗浄装置であってもよい。
【０１７１】
また、前述の実施形態においては、再生プロセスを、第１再生プロセス及び第２再生プロセスからなる二段階の再生プロセスとして説明しているが、これに制限されない。例えば、再生プロセスを、再生液を一段階で通液して再生する並流再生、向流再生又はスプリット・フロー再生としてもよい。
【０１７２】
また、前述の実施形態においては、流通検知部及び水量検出部として、原水ラインＬ１に原水流量計６１を設けたが、これに制限されない。例えば、流通検知部及び水量検出部として、軟水ラインＬ２に軟水流量計を設けてもよいし、流通検知部として軟水フロースイッチを設けてもよい。
【符号の説明】
【０１７３】
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（流通手段）
２１１  イオン交換樹脂床
５１０  バルブ制御部（流通制御手段）
ＴＩＭ１  洗浄タイミング
ＴＩＭ２  再生タイミング
ＴＲ  流通停止時間
ＴＲＳ  第１設定時間
ＴＴ  最大滞留時間
ＴＴＳ  第２設定時間
Ｄ  積算通水時間
Ｗ１  原水（洗浄水）
Ｗ２  軟水（処理水）
Ｗ４  塩水（再生液）
【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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