(57)【要約】【課題】  再生液供給装置を小型化する。【解決手段】  この発明に係る再生液供給装置３は、再生剤タンク１３内に貯蔵された再生剤１５に流動水を接触させて順次溶解しながら、生成した再生液を取り出すように構成する。また、前記再生液供給装置３においては、たとえば前記再生剤タンク１３の底面部に形成した屈曲流路に流動水を流通させることにより、流動水を前記再生剤１５に対し、水平方向において繰り返し接触させるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生剤タンク内に貯蔵された再生剤に流動水を接触させて順次溶解しながら、生成した再生液を取り出すように構成したことを特徴とする再生液供給装置。
【請求項２】
前記再生剤に対し、水平方向において流動水を接触させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の再生液供給装置。
【請求項３】
前記再生剤タンクの底面から仕切板を立設して屈曲流路を形成し、
この屈曲流路へ流動水を流通させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の再生液供給装置。
【請求項４】
前記再生剤タンク内の流動水の水位を一定に維持する水位制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の再生液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、イオン交換装置に適用される再生液供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水，工業用水，地下水などの原水に含まれるイオン類をイオン交換樹脂により吸着除去するイオン交換装置が知られている。これらのイオン交換装置のうち、陽イオン交換樹脂を使用して水中の硬度分（カルシウムイオンおよびマグネシウムイオン）をナトリウムイオンやカリウムイオンへ置換するものは、軟水装置と呼ばれる。この軟水装置は、従来から、蒸気ボイラやクーリングタワーに代表される冷熱機器の伝熱を阻害するスケール生成の防止を目的として、工業用に数多く使用されてきた。また、近年では、軟水の様々な効用が注目され、家庭用，業務用，医療用などとしても普及している。
【０００３】
さて、前記イオン交換樹脂は、除去対象とするイオン類の吸着量が所定の交換能力に達すると、このイオン類が処理水中へ漏洩するようになる。このため、前記イオン交換装置は、イオン類の吸着量が所定の交換能力に達する前に、前記イオン交換樹脂に再生液（たとえば、塩化ナトリウム水溶液）を接触させる再生を行い、交換能力を回復するようにしている。そして、前記イオン交換装置は、通常、設置現場で前記イオン交換樹脂の再生を行うことができるように、再生液供給装置を備えている。
【０００４】
前記再生液供給装置の構成は、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１における前記再生液供給装置は、前記軟水装置に適用されるものであって、塩水タンクを有している。この塩水タンク内は、再生液である塩水の貯留部と再生剤である固形塩の貯蔵部とに透水性部材で区画されており、この通水性部材上に前記固形塩を載置する構造になっている。また、前記貯留部は、前記イオン交換樹脂を充填した樹脂筒と塩水流下ラインで接続されており、再生作動時に、塩水を前記樹脂筒内へ供給可能に構成されている。そして、前記貯留部および前記貯蔵部へは、塩水の消費後に原水が補給され、この原水によって通水作動中に前記固形塩を溶解することにより、次回の再生に用いる塩水が生成されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２９４９８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、家庭用の前記イオン交換装置，とくに浴室に設置される前記イオン交換装置においては、その設置スペースの制約から、小型のものが望まれている。前記イオン交換装置は、その大きさのうち、前記イオン交換樹脂がかなりの割合を占めるため、直接的には、前記イオン交換樹脂の使用量を減らすことによって小型化することができる。しかしながら、前記イオン交換樹脂の使用量は、イオン類の除去可能量および処理流量を決める重要なファクターであるため、これを減らすことは現実的ではない。なぜならば、前記イオン交換樹脂の使用量を必要以上に減らすと、使用中に処理水の水質が悪化したり、圧力損失によって所定の処理流量が得られなくなるからである。これに対し、前記再生液供給装置は、前記のような構成が一般的であり、今まで見直されていないのが実情であった。
【０００７】
この発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、再生液供給装置を小型化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、前記の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、再生剤タンク内に貯蔵された再生剤に流動水を接触させて順次溶解しながら、生成した再生液を取り出すように構成したことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、再生作動時、前記再生剤タンク内へは、再生剤と接触するように、流動水が供給される。この流動水は、再生剤を順次溶解しながら、再生液を連続的に生成する。そして、この再生液は、前記再生剤タンクから取り出されたのち、イオン交換樹脂の再生に利用される。したがって、再生液の貯留部を設けることなく、再生液を確保できるようになり、再生液供給装置が小型化される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記再生剤に対し、水平方向において流動水を接触させるように構成したことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、再生作動時、前記再生剤タンク内へは、再生剤に対して、水平方向に流動水が供給される。前記再生剤タンク内における再生剤層の高さは、再生剤が溶解にともなって下方へ落下するために低くなるが、水平方向に流動水を供給することにより、流動水と再生剤との接触効率が維持される。したがって、再生液の貯留部を設けることなく、所定濃度の再生液を確保できるようになり、再生液供給装置が小型化される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記再生剤タンクの底面から仕切板を立設して屈曲流路を形成し、この屈曲流路へ流動水を流通させるように構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、再生作動時、前記再生剤タンクの底面部に形成された前記屈曲流路へ流動水が供給される。この流動水は、前記屈曲流路を流通しながら、再生剤と繰り返し接触するため、流動水と再生剤との接触時間が所定時間確保される。したがって、再生液の貯留部を設けることなく、所定濃度の再生液を安定して確保できるようになり、再生液供給装置が小型化される。
【００１４】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３において、前記再生剤タンク内の流動水の水位を一定に維持する水位制御手段をさらに備えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、再生作動時、前記水位制御手段によって前記再生剤タンク内の流動水の水位が一定に維持され、再生剤の浸漬量が一定となる。したがって、再生液の貯留部を設けることなく、所定濃度の再生液をより安定して確保できるようになり、再生液供給装置が小型化される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、再生液供給装置を小型化することができる。この結果、小型，かつ省スペースのイオン交換装置を使用者に提供することが可能になり、とくに浴室，洗面所，台所などに設置する際に場所を取らず、きわめて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第一実施形態）
以下、この発明の第一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この第一実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図を示している。第一実施形態に係るイオン交換装置は、いわゆる軟水装置であって、水道水，地下水，工業用水などの原水中に含まれる硬度分をナトリウムイオンへ置換して軟水を生成し、この軟水を各種の用水として需要箇
所へ供給する目的で使用される。このため、前記軟水装置は、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，ボイラやクーリングタワー等の冷熱機器，食品加工装置や洗浄装置等の水使用機器などの給水配管中に介設される。また、前記軟水装置は、一般家庭において、浴室内に設置する場合、たとえば湯水混合栓とシャワーヘッドの間に介設される。
【００１８】
図１において、イオン交換装置１は、樹脂収容部２と再生液供給装置３とを主に備えている。前記樹脂収容部２は、垂直に立設された筒状の容器であって、その内部に処理材である陽イオン交換樹脂（図示省略）が充填されている。前記樹脂収容部２の上端側は、給水源（図示省略）と原水ライン４で接続されており、この原水ライン４には、第一開閉弁５が設けられている。一方、前記樹脂収容部２の下端側は、水使用部（図示省略）と処理水ライン６で接続されており、この処理水ライン６には、第二開閉弁７が設けられている。
【００１９】
また、前記樹脂収容部２の上端側は、前記第一開閉弁５の上流側と押出水ライン８で接続されており、この押出水ライン８には、上流側から順に第三開閉弁９および第一定流量弁１０が設けられている。さらに、前記樹脂収容部２と前記第二開閉弁７の間の前記処理水ライン６には、排水ライン１１が接続されており、この排水ライン１１には、第四開閉弁１２が設けられている。
【００２０】
さて、第一実施形態において、前記再生液供給装置３は、再生剤タンク１３と水位制御手段１４とを主に有している。前記再生剤タンク１３内には、再生剤１５（たとえば、粒状やペレット状の塩化ナトリウム）が貯蔵されている。ここにおいて、前記再生剤タンク１３は、使用者による補給の手間を軽減させる観点から、たとえば５〜１０回の再生に対応する量の前記再生剤１５を貯蔵可能な容積に設定されている。
【００２１】
前記再生剤タンク１３の底部には、流動水供給口１６および再生液取出口１７が設けられている。前記流動水供給口１６および前記再生液取出口１７には、前記再生剤１５の侵入による閉塞を防止するため、透水性の第一フィルタ部材１８および第二フィルタ部材１９がそれぞれ装着されている。前記流動水供給口１６は、前記第一開閉弁５の上流側の前記原水ライン４と流動水供給ライン２０で接続されており、この流動水供給ライン２０には、上流側から順に第五開閉弁２１および第二定流量弁２２が設けられている。前記第二定流量弁２２は、前記水位制御手段１４として用いられる部材であって、前記再生剤タンク１３への流動水を所定流量に調節することにより、前記再生剤タンク１３の水位を一定（たとえば、底面から５mm〜３０mm程度）に維持するものである。一方、前記再生液取出口１７は、前記樹脂収容部２の上端側と再生液流下ライン２３で接続されており、この再生液流下ライン２３には、第六開閉弁２４が設けられている。
【００２２】
前記各開閉弁５，７，９，１２，２１，２４は、それぞれ制御器（図示省略）と接続されており、前記イオン交換装置１の通水作動の流路と再生作動の流路とを前記制御器からの指令信号によって切り換えることができるように構成されている。ここにおいて、前記各開閉弁５，７，９，１２，２１，２４は、種々の作動機構およ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また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などがとくに好適である。また、前記各開閉弁５，７，９，１２，２１，２４は、それぞれを連設した流路制御バルブ装置として構成することもできる。
【００２３】
ところで、前記再生液供給装置３は、前記流動水供給口１６からの流動水が前記再生液取出口１７へ向かって前記再生剤タンク１３の底部を水平方向へ流動するように構成されている。したがって、流動水は、貯蔵された前記再生剤１５に対して水平方向において接
触するようになっている。ここにおいて、前記再生剤タンク１３の底部には、前記流動水供給口１６から前記再生液取出口１７へ向かって緩やかな傾斜を設けるとともに、前記流動水供給口１６から前記再生液取出口１７への流路に沿って垂直断面がＶ字状やＵ字状に設定された溝を設けることが好ましい（図示省略）。このように構成すると、前記再生剤１５が溶解にともなって下方へ落下しやすくなり、前記再生剤タンク１３の底部の全体にわたって、十分な高さの再生剤層が形成されるようになる。この結果、流動水と前記再生剤１５との接触効率を維持することが可能になる。
【００２４】
また、前記再生液供給装置３は、前記流動水供給口１６を前記再生剤タンク１３の上部に設け、流動水が垂直方向へ流下するように構成することもできる。前記再生剤タンク１３内における再生剤層の高さは、前記再生剤１５が溶解にともなって下方へ落下することによって低くなるので、流動水と前記再生剤１５との接触確率を維持する観点から、通常、流動水を水平方向へ流すように構成することが好ましい。しかしながら、再生剤層が所定高さ以上になるように、前記再生剤１５の補給量が管理されている場合には、流動水を垂直方向へ流下させても所定の接触効率を維持することが可能になる。
【００２５】
前記再生液供給装置３は、前記流動水供給口１６からの流動水を前記再生剤１５と接触させて順次溶解し、再生液を生成するように構成されている。すなわち、前記再生液供給装置３は、流動水の流通部分以外に再生液を貯留しない構成であるため、前記再生剤１５の貯蔵に必要な容積以上の大きさを必要としない。これに対して、従来の再生液供給装置は、所定量の再生剤を貯蔵するとともに、少なくとも１回の再生に必要な再生液を予め生成して貯留しておく構成である。このため、前記再生液供給装置３は、従来のもの比べて前記イオン交換装置１内における占有スペースが小さいものとなっている。
【００２６】
以下、第一実施形態に係る前記イオン交換装置１の通水作動および再生作動について説明するとともに、前記再生液供給装置３の作用を説明する。前記通水作動および前記再生作動では、前記制御器（図示省略）からの指令信号により、流路の切替えが行われる。
【００２７】
前記通水作動では、前記制御器（図示省略）からの指令信号により、前記第一開閉弁５および前記第二開閉弁７は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第三開閉弁９，前記第四開閉弁１２，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、前記樹脂収容部２の上端部へ供給され、前記陽イオン交換樹脂（図示省略）の充填層を下向流で流れる過程で硬度分がナトリウムイオンへ置換され、軟水化される。前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した軟水は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記処理水ライン６を介して前記水使用部（図示省略）へ供給される。そして、所定量の軟水を採取することにより、前記陽イオン交換樹脂が硬度分を置換できなくなると、前記再生作動を実施する。
【００２８】
前記再生作動は、前記陽イオン交換樹脂の硬度分除去能力を回復させるために、エア抜き工程，再生工程，押出工程および洗浄工程をこの順で行う。ちなみに、前記再生作動は、通常、軟水を使用しない深夜に実施するように設定されている。
【００２９】
前記エア抜き工程は、前記再生工程に先立ち、前記排水ライン１１内および前記再生液流下ライン２３内に滞留しているエアを排出するとともに、これらの各ライン１１，２３内を水で充満させる工程である。前記再生工程は、後述するように、前記再生剤タンク１３内の水面と前記排水ライン１１の末端部との間に生じる水頭圧差によって再生液を前記樹脂収容部２内へ供給する。このため、前記排水ライン１１内および前記再生液流下ライン２３内にエアが存在していると、再生液がスムーズに流下しなくなり、再生不良を引き起こすおそれがある。前記エア抜き工程は、こうした不具合をなくすために、再生液が流下する経路を水で充満させるとともに、前記再生剤タンク１３の水張りを行うようにして
いる。
【００３０】
前記エア抜き工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第一開閉弁５，前記第四開閉弁１２，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二開閉弁７および前記第三開閉弁９は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水の一部は、経路内のエアを押し出しながら、前記再生剤タンク１３へ向かって流れる。また、前記原水ライン４を流れる原水の一部は、経路内のエアを押し出しながら、前記樹脂収容部２へ流入したのち、前記排水ライン１１から排出される。この結果、前記再生液流下ライン２３，前記樹脂収容部２および前記排水ライン１１からなる経路が水で満たされる。さらに、前記原水ライン４を流れる原水の一部は、前記流動水供給ライン２０を介して前記再生剤タンク１３へ供給される。前記エア抜き工程を開始して所定時間が経過すると、前記再生工程へ移行する。
【００３１】
前記再生工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第四開閉弁１２，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一開閉弁５，前記第二開閉弁７および前記第三開閉弁９は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、前記第二定流量弁２２で所定流量に調節されながら、前記流動水供給ライン２０を介して前記流動水供給口１６へ供給される。前記流動水供給口１６からの原水は、流動水として前記再生液取出口１７へ向かって前記再生剤タンク１３の底部を流動する。このとき、流動水は、貯蔵された前記再生剤１５に対して水平方向において接触し、前記再生剤１５を順次溶解することによって所定濃度の再生液が連続的に生成される。この再生液は、前記再生剤タンク１３内の水面と前記排水ライン１１の末端部との間に生じる水頭圧差により、前記再生液取出口１７から連続的に取り出され、前記再生液流下ライン２３を介して前記樹脂収容部２の上端部へ向かって流下する。
【００３２】
ここにおいて、前記第二定流量弁２２による流動液の供給流量は、所定の水頭圧差における再生液の流下流量と等しくなるように設定されており、前記再生剤タンク１３内の水位は、一定に維持されている。このため、前記再生剤１５の浸漬量が一定化され、所定濃度の再生液がより安定して確保される。また、前記再生剤タンク１３内の水位は、前記したように、たとえば底面から５mm〜３０mm程度に維持するようにしているので、前記再生剤１５を新たに補給したときに、前記再生工程後に残留している再生液が溢れることが防止される。
【００３３】
前記樹脂収容部２内へ供給された再生液は、前記陽イオン交換樹脂の充填層を下向流で通過し、前記陽イオン交換樹脂を再生させる。そして、前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した再生液は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記排水ライン１１を介して系外へ廃棄される。前記再生工程を開始して所定時間が経過すると、前記押出工程へ移行する。
【００３４】
前記押出工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第三開閉弁９および前記第四開閉弁１２は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一開閉弁５，前記第二開閉弁７，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、前記第一定流量弁１０で所定流量に調節されながら、前記押出水ライン８を介して前記樹脂収容部２の上端部へ供給される。前記樹脂収容部２内へ供給された原水は、再生液を押し出しながら前記陽イオン交換樹脂の充填層を下向流で通過し、前記陽イオン交換樹脂を引き続き再生させる。そして、前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した再生液および原水は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記排水ライン１１を介して系外へ廃棄される。前記押出工程を開始して所定時間が経過すると、前記洗浄工程へ移行する。
【００３５】
前記洗浄工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第一開閉弁５および前記第四開閉弁１２は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二開閉弁７，前記第三開閉弁９，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、洗浄水として、前記樹脂収容部２の上端部へ供給される。前記樹脂収容部２内へ供給された原水は、前記樹脂収容部２内に残留している再生液を洗い流しながら、前記陽イオン交換樹脂の充填層を下向流で通過する。そして、前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した原水は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記排水ライン１１を介して系外へ廃棄される。前記洗浄工程を開始して所定時間が経過すると、前記通水作動を再び実施する。
【００３６】
以上の第一実施形態によれば、再生液供給装置を小型化することができる。この結果、小型，かつ省スペースのイオン交換装置を使用者に提供することが可能になり、とくに浴室，洗面所，台所などに設置する際に場所を取らず、きわめて有用である。
【００３７】
（第二実施形態）
つぎに、この発明の第二実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。図２は、この第二実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図であり、要部を図３のII−II線断面図で示している。また、図３は、図２のIII−III線断面図を示している。図２および図３において、前記第一実施形態と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
さて、第二実施形態において、前記再生液供給装置３は、前記再生剤タンク１３と前記水位制御手段１４とを主に有している。前記再生剤タンク１３の底面からは、複数の仕切板２５，２５，…が立設されており、前記流動水供給口１６から前記再生液取出口１７への屈曲流路２６が形成されている。また、前記再生剤タンク１３には、前記水位制御手段１４として、ボールタップ２７を備えた原水タンク２８が一体的に設けられている。そして、この原水タンク２８の底部には、流動水取出口２９および押出水取出口３０が設けられている。
【００３９】
前記流動水取出口２９は、前記流動水供給口１６と前記流動水供給ライン２０で接続されており、前記流動水供給ライン２０には、逆止弁３１が設けられている。この逆止弁３１は、前記再生剤タンク１３から前記原水タンク２８へ再生液が逆流することを防止するためのものである。ここにおいて、前記流動水取出口２９，前記流動水供給口１６および前記流動水供給ライン２０は、前記再生剤タンク１３と前記原水タンク２８とを区画する壁部３４に連通孔（図示省略）を設けることによって一体的に構成することができる。この場合、前記逆止弁３１は、前記連通孔内に内蔵させる。
【００４０】
前記押出水取出口３０は、前記第六開閉弁２４の下流側の前記再生液流下ライン２３と前記押出水ライン８で接続されており、前記押出水ライン８には、前記第三開閉弁９が設けられている。また、前記ボールタップ２７は、前記第一開閉弁５の上流側の前記原水ライン４と補給水ライン３３で接続されており、この補給水ライン３３には、前記第五開閉弁２１が設けられている。
【００４１】
前記の構成によれば、前記再生液供給装置３は、前記流動水供給口１６からの流動水が再生液取出口１７へ向かって前記屈曲流路２６内を流通するように構成されている。したがって、前記流動水供給口１６から前記再生液取出口１７へ流動水がショートパスすることが防止されているとともに、流動水と前記再生剤１５との接触時間が所定時間確保されており、前記第一実施形態に比べて所定濃度の再生液を安定して確保できるようになっている。また、前記再生液供給装置３は、前記ボールタップ２７により、前記原水タンク２８の水位および前記再生剤タンク１３の水位が同一，かつ一定（たとえば、底面から５mm
〜３０mm程度）に維持されるようになっている。したがって、前記第一実施形態と同様に、前記再生剤１５の浸漬量が一定化され、所定濃度の再生液がより安定して確保できるようになっている。
【００４２】
前記再生液供給装置３は、流動水の流通部分以外，すなわち前記屈曲流路２６以外に再生液を貯留しない構成であるため、前記再生剤１５の貯蔵に必要な容積以上の大きさを必要としない。これに対して、従来の再生液供給装置は、所定量の再生剤を貯蔵するとともに、少なくとも１回の再生に必要な再生液を予め生成して貯留しておく構成である。このため、前記再生液供給装置３は、従来のもの比べて、前記イオン交換装置１内における占有スペースが小さいものとなっている。
【００４３】
以下、第二実施形態に係る前記イオン交換装置１の通水作動および再生作動について説明するとともに、前記再生液供給装置３の作用を説明する。前記通水作動および前記再生作動では、前記制御器（図示省略）からの指令信号により、流路の切替えが行われる。
【００４４】
前記通水作動では、前記制御器（図示省略）からの指令信号により、前記第一開閉弁５および前記第二開閉弁７は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第三開閉弁９，前記第四開閉弁１２，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、前記樹脂収容部２の上端部へ供給され、前記陽イオン交換樹脂（図示省略）の充填層を下向流で流れる過程で硬度分がナトリウムイオンへ置換され、軟水化される。前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した軟水は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記処理水ライン６を介して前記水使用部（図示省略）へ供給される。そして、所定量の軟水を採取することにより、前記陽イオン交換樹脂が硬度分を置換できなくなると、前記再生作動を実施する。
【００４５】
前記再生作動は、前記第一実施形態と同様に、エア抜き工程，再生工程，押出工程および洗浄工程をこの順で行う。
【００４６】
前記エア抜き工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第一開閉弁５，前記第三開閉弁９，前記第四開閉弁１２，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二開閉弁７は、閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水の一部は、経路内のエアを押し出しながら、前記再生剤タンク１３および前記原水タンク２８へ向かって流れる。また、前記原水ライン４を流れる原水の一部は、経路内のエアを押し出しながら、前記樹脂収容部２へ流入したのち、前記排水ライン１１から排出される。この結果、前記再生液流下ライン２３，前記押出水ライン８，前記樹脂収容部２および前記排水ライン１１からなる経路が水で満たされる。さらに、前記原水ライン４を流れる原水の一部は、前記補給水ライン３３を介して前記原水タンク２８へ供給され、前記ボールタップ２７によって所定水位まで貯留される。前記エア抜き工程を開始して所定時間が経過すると、前記再生工程へ移行する。
【００４７】
前記再生工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第三開閉弁９，前記第四開閉弁１２，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一開閉弁５および前記第二開閉弁７は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、前記補給水ライン３３を介して前記原水タンク２８へ供給される。前記原水タンク２８において、前記流動水取出口２９からは、貯留された原水の一部が取り出され、この原水が前記流動水供給ライン２０を介して前記流動水供給口１６へ供給される。同時に、前記押出水取出口３０からは、貯留された原水の一部が取り出され、この原水が前記押出水ライン８を介して前記再生液流下ライン２３へ供給される。
【００４８】
前記流動水供給口１６からの原水は、流動水として前記再生液取出口１７へ向かって前記屈曲流路２６を流通する。そして、この流動水は、貯蔵された前記再生剤１５に対して水平方向において繰り返し接触し、前記再生剤１５を順次溶解することによって所定濃度の再生液が連続的に生成される。この再生液は、前記再生剤タンク１３内の水面と前記排水ライン１１の末端部との間に生じる水頭圧差により、前記再生液取出口１７から連続的に取り出され、前記再生液流下ライン２３を介して前記樹脂収容部２の上端部へ向かって流下する。このとき、前記再生液流下ライン２３を流下する再生液は、前記押出水ライン８からの原水により、再生に適した濃度にまで希釈される。
【００４９】
ここにおいて、前記再生剤タンク１３は、前記流動水供給ライン２０を介して前記原水タンク２８と連通されているため、前記ボールタップ２７の作用により、前記再生剤タンク１３内の水位は、一定に維持されている。このため、前記再生剤１５の浸漬量が一定化され、所定濃度の再生液がより安定して確保される。また、前記再生剤タンク１３内の水位は、前記したように、たとえば底面から５mm〜３０mm程度に維持するようにしているので、前記再生剤１５を新たに補給したときに、前記再生工程後に残留している再生液が溢れることが防止される。
【００５０】
前記樹脂収容部２内へ供給された再生液は、前記陽イオン交換樹脂の充填層を下向流で通過し、前記陽イオン交換樹脂を再生させる。そして、前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した再生液は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記排水ライン１１を介して系外へ廃棄される。前記再生工程を開始して所定時間が経過すると、前記押出工程へ移行する。
【００５１】
前記押出工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第三開閉弁９および前記第四開閉弁１２および前記第五開閉弁２１は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一開閉弁５，前記第二開閉弁７および前記第六開閉弁２４は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、前記再生工程と同様に、前記補給水ライン３３を介して前記原水タンク２８へ供給される。この原水は、前記原水タンク２８内の水面と前記排水ライン１１の末端部との間に生じる水頭圧差により、前記押出水取出口３０から連続的に取り出され、前記押出水ライン８および前記再生液流下ライン２３を介して前記樹脂収容部２の上端部へ向かって流下する。前記樹脂収容部２内へ供給された原水は、再生液を押し出しながら前記陽イオン交換樹脂の充填層を下向流で通過し、前記陽イオン交換樹脂を引き続き再生させる。そして、前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した再生液および原水は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記排水ライン１１を介して系外へ廃棄される。前記押出工程を開始して所定時間が経過すると、前記洗浄工程へ移行する。
【００５２】
前記洗浄工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第一開閉弁５および前記第四開閉弁１２は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二開閉弁７，前記第三開閉弁９，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、洗浄水として、前記樹脂収容部２の上端部へ供給される。前記樹脂収容部２内へ供給された原水は、前記樹脂収容部２内に残留している再生液を洗い流しながら、前記陽イオン交換樹脂の充填層を下向流で通過する。そして、前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した原水は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記排水ライン１１を介して系外へ廃棄される。前記洗浄工程を開始して所定時間が経過すると、前記通水作動を再び実施する。
【００５３】
以上の第二実施形態によれば、前記第一実施形態と同様に、再生液供給装置を小型化することができる。この結果、小型，かつ省スペースのイオン交換装置を使用者に提供することが可能になり、とくに浴室，洗面所，台所などに設置する際に場所を取らず、きわめ
て有用である。
【００５４】
（第三実施形態）
つぎに、この発明の第三実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。図４は、この第三実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図であり、要部を図５のIV−IV線断面図で示している。また、図５は、図４のV−V線断面図を示している。図４および図５において、前記第一実施形態および前記第二実施形態と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
さて、第三実施形態において、前記再生液供給装置３は、前記再生剤タンク１３と前記水位制御手段１４とを主に有している。前記再生剤タンク１３の底面からは、前記各仕切板２５が立設されており、前記流動水供給口１６から前記再生液取出口１７への前記屈曲流路２６が形成されている。前記屈曲流路２６内には、前記再生剤タンク１３の底面から所定高さに、前記再生剤１５を載置する透水性のフィルタプレート３５が水平に配置されている。このフィルタプレート３５は、前記再生剤１５の侵入による前記流動水供給口１６および前記再生液取出口１７の閉塞を防止するため、前記屈曲流路２６の水平断面全体にわたって設けられている。ここにおいて、前記フィルタプレート３５は、前記再生液取出口１７に相対する部分を非透水性としており、再生液を取り出す際に、水面付近の濃度が希薄な液を取り出さないようにしている。
【００５６】
また、前記再生剤タンク１３には、前記水位制御手段１４として、オーバーフロー口３６が設けられた前記原水タンク２８が一体的に設けられており、前記オーバーフロー口３６には、オーバーフローライン３７が接続されている。前記原水タンク２８の底部には、前記流動水取出口２９および前記押出水取出口３０とともに、原水補給口３８が設けられており、この原水補給口３８には、前記補給水ライン３３が接続されている。
【００５７】
前記の構成によれば、前記再生液供給装置３は、前記流動水供給口１６からの流動水が再生液取出口１７へ向かって前記屈曲流路２６内を流通するように構成されている。したがって、前記流動水供給口１６から前記再生液取出口１７へ流動水がショートパスすることが防止されているとともに、流動水と前記再生剤１５との接触時間が所定時間確保されており、前記第一実施形態に比べて所定濃度の再生液を安定して確保できるようになっている。また、前記再生液供給装置３は、前記フィルタプレート３５の下部に、比重差によって濃厚な再生液が蓄積されるようになっており、この濃厚な再生液が優先的に取り出されるように構成されている。したがって、前記第二実施形態に比べて所定濃度の再生液をより安定して確保できるようになっている。さらに、前記再生液供給装置３は、前記オーバーフロー口３６により、前記原水タンク２８の水位および前記再生剤タンク１３の水位が同一，かつ一定（たとえば、底面から５mm〜３０mm程度）に維持されるようになっている。したがって、前記第一実施形態および前記第二実施形態と同様に、前記再生剤１５の浸漬量が一定化され、所定濃度の再生液をより安定して確保できるようになっている。
【００５８】
前記再生液供給装置３は、流動水の流通部分以外，すなわち前記屈曲流路２６以外に再生液を貯留しない構成であるため、前記再生剤１５の貯蔵に必要な容積以上の大きさを必要としない。これに対して、従来の再生液供給装置は、所定量の再生剤を貯蔵するとともに、少なくとも１回の再生に必要な再生液を予め生成して貯留しておく構成である。このため、前記再生液供給装置３は、従来のもの比べて前記イオン交換装置１内における占有スペースが小さいものとなっている。
【００５９】
以下、第三実施形態に係る前記イオン交換装置１の通水作動および再生作動について説明するとともに、前記再生液供給装置３の作用を説明する。前記通水作動および前記再生作動では、前記制御器（図示省略）からの指令信号により、流路の切替えが行われる。
【００６０】
前記通水作動では、前記制御器（図示省略）からの指令信号により、前記第一開閉弁５および前記第二開閉弁７は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第三開閉弁９，前記第四開閉弁１２，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、前記樹脂収容部２の上端部へ供給され、前記陽イオン交換樹脂（図示省略）の充填層を下向流で流れる過程で硬度分がナトリウムイオンへ置換され、軟水化される。前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した軟水は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記処理水ライン６を介して前記水使用部（図示省略）へ供給される。そして、所定量の軟水を採取することにより、前記陽イオン交換樹脂が硬度分を置換できなくなると、前記再生作動を実施する。
【００６１】
前記再生作動は、前記第一実施形態と同様に、エア抜き工程，再生工程，押出工程および洗浄工程をこの順で行う。
【００６２】
前記エア抜き工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第一開閉弁５，前記第三開閉弁９，前記第四開閉弁１２，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二開閉弁７は、閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水の一部は、経路内のエアを押し出しながら、前記再生剤タンク１３および前記原水タンク２８へ向かって流れる。また、前記原水ライン４を流れる原水の一部は、経路内のエアを押し出しながら、前記樹脂収容部２へ流入したのち、前記排水ライン１１から排出される。この結果、前記再生液流下ライン２３，前記押出水ライン８，前記樹脂収容部２および前記排水ライン１１からなる経路が水で満たされる。さらに、前記原水ライン４を流れる原水の一部は、前記補給水ライン３３を介して前記原水タンク２８へ供給され、前記オーバーフロー口３６まで貯留される。前記エア抜き工程を開始して所定時間が経過すると、前記再生工程へ移行する。
【００６３】
前記再生工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第三開閉弁９，前記第四開閉弁１２，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一開閉弁５および前記第二開閉弁７は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、前記補給水ライン３３を介して前記原水タンク２８へ供給される。前記原水タンク２８において、前記流動水取出口２９からは、貯留された原水の一部が取り出され、この原水が前記流動水供給ライン２０を介して前記流動水供給口１６へ供給される。同時に、前記押出水取出口３０からは、貯留された原水の一部が取り出され、この原水が前記押出水ライン８を介して前記再生液流下ライン２３へ供給される。
【００６４】
前記流動水供給口１６からの原水は、流動水として前記再生液取出口１７へ向かって前記屈曲流路２６を流通する。そして、この流動水は、貯蔵された前記再生剤１５に対して水平方向において繰り返し接触し、前記再生剤１５を順次溶解することによって所定濃度の再生液が連続的に生成される。この再生液は、前記再生剤タンク１３内の水面と前記排水ライン１１の末端部との間に生じる水頭圧差により、前記再生液取出口１７から連続的に取り出され、前記再生液流下ライン２３を介して前記樹脂収容部２の上端部へ向かって流下する。このとき、前記再生液流下ライン２３を流下する再生液は、前記押出水ライン８からの原水により、再生に適した濃度にまで希釈される。
【００６５】
ここにおいて、前記再生剤タンク１３は、前記流動水供給ライン２０を介して前記原水タンク２８と連通されているため、前記オーバーフロー口３６から連続的に排水されるように原水を供給することにより、前記再生剤タンク１３内の水位は、一定に維持されている。このため、前記再生剤１５の浸漬量が一定化され、所定濃度の再生液がより安定して確保される。また、前記再生剤タンク１３内の水位は、前記したように、たとえば底面か
ら５mm〜３０mm程度に維持するようにしているので、前記再生剤１５を新たに補給したときに、前記再生工程後に残留している再生液が溢れることが防止される。
【００６６】
前記樹脂収容部２内へ供給された再生液は、前記陽イオン交換樹脂の充填層を下向流で通過し、前記陽イオン交換樹脂を再生させる。そして、前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した再生液は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記排水ライン１１を介して系外へ廃棄される。前記再生工程を開始して所定時間が経過すると、前記押出工程へ移行する。
【００６７】
前記押出工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第三開閉弁９および前記第四開閉弁１２および前記第五開閉弁２１は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一開閉弁５，前記第二開閉弁７および前記第六開閉弁２４は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、前記再生工程と同様に、前記補給水ライン３３を介して前記原水タンク２８へ供給される。この原水は、前記原水タンク２８内の水面と前記排水ライン１１の末端部との間に生じる水頭圧差により、前記押出水取出口３０から連続的に取り出され、前記押出水ライン８および前記再生液流下ライン２３を介して前記樹脂収容部２の上端部へ向かって流下する。前記樹脂収容部２内へ供給された原水は、再生液を押し出しながら前記陽イオン交換樹脂の充填層を下向流で通過し、前記陽イオン交換樹脂を引き続き再生させる。そして、前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した再生液および原水は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記排水ライン１１を介して系外へ廃棄される。前記押出工程を開始して所定時間が経過すると、前記洗浄工程へ移行する。
【００６８】
前記洗浄工程では、前記制御器からの指令信号により、前記第一開閉弁５および前記第四開閉弁１２は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二開閉弁７，前記第三開閉弁９，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２４は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン４を流れる原水は、洗浄水として、前記樹脂収容部２の上端部へ供給される。前記樹脂収容部２内へ供給された原水は、前記樹脂収容部２内に残留している再生液を洗い流しながら、前記陽イオン交換樹脂の充填層を下向流で通過する。そして、前記陽イオン交換樹脂の充填層を通過した原水は、前記樹脂収容部２の下端部から排出され、前記排水ライン１１を介して系外へ廃棄される。前記洗浄工程を開始して所定時間が経過すると、前記通水作動を再び実施する。
【００６９】
以上の第三実施形態によれば、前記第一実施形態および前記第二実施形態と同様に、再生液供給装置を小型化することができる。この結果、小型，かつ省スペースのイオン交換装置を使用者に提供することが可能になり、とくに浴室，洗面所，台所などに設置する際に場所を取らず、きわめて有用である。
【００７０】
（他の実施形態）
前記第二実施形態において、前記水位制御手段１４は、前記ボールタップ２７によって前記原水タンク２８の水位および前記再生剤タンク１３の水位を一定に維持するように構成しているが、前記第三実施形態と同様に、前記原水タンク２８に前記オーバーフロー口３６を設けることにより、水位を一定に維持するように構成してもよい。また、前記第三実施形態において、前記水位制御手段１４は、前記オーバーフロー口３６によって前記原水タンク２８の水位および前記再生剤タンク１３の水位を一定に維持するように構成しているが、前記第二実施形態と同様に、前記原水タンク２８に前記ボールタップ２７を設けることにより、水位を一定に維持するように構成してもよい。さらに、前記第一実施形態，前記第二実施形態および前記第三実施形態では、前記通水作動時に原水を前記イオン交換樹脂の充填層に対して下向流で供給しているが、原水を上向流で供給するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第一実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図。
【図２】第二実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図。
【図３】図２のIII−III線断面。
【図４】第三実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図。
【図５】図４のV−V線断面成図。
【符号の説明】
【００７２】
３  再生液供給装置
１３  再生剤タンク
１４  水位制御手段
１５  再生剤
２５  仕切板
２６  屈曲流路
【図１】
2007260637.tif 000003
【図２】
2007260637.tif 000004
【図３】
2007260637.tif 000005
【図４】
2007260637.tif 000006
【図５】
2007260637.tif 000007