(57)【要約】      （修正有）【課題】排水の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を低減することができる定流量弁を提供すること。【解決手段】排水ラインを流通する排水Ｗ５を一次側３３Ａから二次側３３Ｂに向かって通過させることにより排水ラインＬ５１を流通する排水Ｗ５の流量を略一定に制御する定流量弁３３であって、内部に排水を通過させる筒状の定流量弁本体３３１と、定流量弁本体３３１の一次側３３Ａに設けられる複数の孔部３３４ａを有するオリフィス３３２と、定流量弁本体３３１の二次側３３Ｂに設けられる筒状の消音リング３３５とを備え、消音リング３３５は、消音リング３３５の一次側３３Ａに、定流量弁３３の一次側３３Ａから二次側３３Ｂに向かうにしたがって径が小さくなるように形成されると共に複数の孔部３３４ａを通過した排水の少なくとも一部が衝突する入口側内周面部３３５ａを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水が流通する排水ラインに設けられ、前記排水ラインを流通する排水を一次側から二次側に向かって通過させることにより前記排水ラインを流通する排水の流量を略一定に制御する定流量弁であって、
内部に排水を通過させる筒状の定流量弁本体と、
前記定流量弁本体の一次側に設けられる複数の孔部を有するオリフィスと、
前記定流量弁本体の二次側に設けられる筒状の消音リングとを備え、
前記消音リングは、該消音リングの一次側に、前記定流量弁の一次側から二次側に向かうにしたがって径が小さくなるように形成されると共に前記複数の孔部を通過した排水の少なくとも一部が衝突する入口側内周面部を有する
定流量弁。
【請求項２】
前記消音リングは、前記入口側内周面部の二次側に連続して形成されると共に径の大きさが略同一のストレート内周面部を更に有する
請求項１に記載の定流量弁。
【請求項３】
前記消音リングは、前記ストレート内周面部の二次側に連続して形成されると共に前記定流量弁の一次側から二次側に向かうにしたがって径が大きくなるように形成される出口側内周面部を更に有する
請求項２に記載の定流量弁。
【請求項４】
前記入口側内周面部の傾斜角度は、前記複数の孔部が延びる方向に対して、７．５°から２０°である
請求項１から３のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項５】
前記複数の孔部は、前記オリフィスの周縁の近傍に沿って配置される
請求項１から４のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項６】
イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、
前記圧力タンクに導入された洗浄液を排水として系外に排出する前記排水ラインと、
請求項１から５のいずれかに記載の定流量弁と、
を備えるイオン交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、定流量弁及びこれを備えたイオン交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水道水や地下水など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）や硝酸性窒素（硝酸イオン及び亜硝酸イオン）等をイオン交換樹脂により吸着して除去するイオン交換装置が知られている。
【０００３】
イオン交換装置は、除去能力が破過する前に、イオン交換樹脂床に再生液を供給する再生動作を行い、定期的に除去能力を回復させるように運転される。この再生動作は、再生液供給前の逆洗浄プロセスや、再生液供給後のリンス・プロセスを含むのが一般的である。逆洗浄プロセス及びリンス・プロセスは、イオン交換樹脂床に原水を規定流量で供給することにより行われるが、原水圧力が高い場合には、規定流量を超える無駄な排水が発生して、処理コストの上昇を招くことがある。そのため、イオン交換装置においては、原水圧力による排水の流量の増加を抑制するため、排水ラインに、定流量弁が設けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
定流量弁における排水の流量を略一定にする構成として、例えば、ディスク状の弾性体（合成ゴム等）に排水が通過する孔を設けて弁体を形成し、この弁体を流路内に配置したものがある。このように構成された定流量弁においては、排水が弁体の孔を通過する際の圧力差によって、孔の近傍部分に圧縮・曲げ変形を生じさせて口径を絞り、一次側の圧力変動によらずに、排水の流量を略一定に制御している。弁体の配置としては、例えば、流路断面の中央付近に１つの弁体を配置するものや、流路断面の周縁の近傍に複数の弁体を並べて配置するものがある。
【０００５】
流路断面の中央付近に１つの弁体を配置して定流量弁を構成した場合には、大流量の排水を１つの孔に集中的に通過させることになる。そのため、孔の近傍部分に変形が生じる際に、弁体に大きな応力が働くことになり、弁体が破損する可能性がある。
【０００６】
これに対し、流路断面の周縁の近傍に複数の弁体を配置して定流量弁を構成した場合には、大流量の排水を複数の孔に分散的に通過させることになる。そのため、個々の孔に働く応力を小さくできるので、弁体が破損する可能性は低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１６０５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、流路断面の周縁の近傍に複数の弁体を配置して定流量弁を構成した場合には、排水の流量を略一定に制御する過程において、排水の水流が分割されながら弁体の二次側に高流速で噴出する。この結果、弁体の二次側の流路内でキャビテーション（空洞部が形成されて、水流が渦を起こす現象）が起こり、大きな騒音が発生する場合がある。
【０００９】
本発明は、排水の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を低減することができる定流量弁を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記定流量弁を備えた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】
【００１０】
本発明は、排水が流通する排水ラインに設けられ、前記排水ラインを流通する排水を一次側から二次側に向かって通過させることにより前記排水ラインを流通する排水の流量を略一定に制御する定流量弁であって、内部に排水を通過させる筒状の定流量弁本体と、前記定流量弁本体の一次側に設けられる複数の孔部を有するオリフィスと、前記定流量弁本体の二次側に設けられる筒状の消音リングとを備え、前記消音リングは、該消音リングの一次側に、前記定流量弁の一次側から二次側に向かうにしたがって径が小さくなるように形成されると共に前記複数の孔部を通過した排水の少なくとも一部が衝突する入口側内周面部を有する定流量弁に関する。
【００１１】
また、前記消音リングは、前記入口側内周面部の二次側に連続して形成されると共に径の大きさが略同一のストレート内周面部を更に有することが好ましい。
【００１２】
また、前記消音リングは、前記ストレート内周面部の二次側に連続して形成されると共に前記定流量弁の一次側から二次側に向かうにしたがって径が大きくなるように形成される出口側内周面部を更に有することが好ましい。
【００１３】
また、前記入口側内周面部の傾斜角度は、前記複数の孔部が延びる方向に対して、７．５°から２０°であることが好ましい。
【００１４】
また、前記複数の孔部は、前記オリフィスの周縁の近傍に沿って配置されることが好ましい。
【００１５】
本発明は、イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、前記圧力タンクに導入された洗浄液を排水として系外に排出する前記排水ラインと、前記定流量弁と、を備えるイオン交換装置に関する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、排水の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を低減することができる定流量弁を提供することができる。
また、本発明は、前記定流量弁を備えた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】
【００１７】
【図１】本発明のイオン交換装置の一実施形態としての硬水軟化装置１の全体構成図である。
【図２】第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）を示す斜視図である。
【図３】第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）を示す断面図である。
【図４】第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）を示す拡大断面図である。
【図５】ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃにより実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【図６】各プロセスにおけるユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの開閉状態を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｅ）は、各プロセスにおける流体の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明のイオン交換装置の一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一実施形態としての硬水軟化装置１の全体構成図である。図２は、第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）を示す斜視図である。図３は、第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）を示す断面図である。図４は、第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）を示す拡大断面図である。図５は、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃにより実行されるプロセスを示すフローチャートである。図６は、各プロセスにおけるユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの開閉状態を示す図である。図７は、（Ａ）〜（Ｅ）は、各プロセスにおける流体の流れを示す図である。
【００１９】
硬水軟化装置１は、水道水、地下水、工業用水などの原水中に含まれる硬度成分をナト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。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、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に接続される。
【００２０】
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、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、塩水タンク４と、ドレンポット６と、制御部５と、定流量弁としての第１定流量弁３３及び第２定流量弁３４と、各種のラインと、を備えて構成される。「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。
【００２１】
圧力タンク２は、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。
イオン交換樹脂床２１１は、特定の構成に制限されない。例えば、イオン交換樹脂床２１１は、濾過砂利や不活性樹脂からなる支持床上に積層されていてもよい。
圧力タンク２の詳細については後述する。
【００２２】
塩水タンク４は、イオン交換樹脂床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では、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの水溶液を利用できる。
【００２３】
本実施形態の硬水軟化装置１は、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの内部に、弁等を備える。
本実施形態の硬水軟化装置１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５塩水ラインＬ４５と、第６塩水ラインＬ４６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、バイパスラインＬ６とを備える。原水ラインＬ１における圧力タンク２側の一部は、第５塩水ラインＬ４５又は第３排水ラインＬ５３としても機能する。軟水ラインＬ２における圧力タンク２側の一部は、第６塩水ラインＬ４６又は第１排水ラインＬ５１としても機能する。
【００２４】
また、詳細については後述するが、ユニットバルブ３Ａ、３Ｂ，３Ｃ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ＳＴ５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ＳＴ７の塩水Ｗ４の流れを切り換え可能なバルブである。
【００２５】
圧力タンク２内において、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。）。頂部スクリーン２４１は、原水ラインＬ１の端部と連通する。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。
【００２６】
イオン交換樹脂床２１１の底部には、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。底部スクリーン２４２は、軟水ラインＬ２の端部と連通する。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。
【００２７】
圧力タンク２の内部には、イオン交換樹脂床２１１の頂部からイオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部付近へ延びる集水管２３１が接続されている。集水管２３１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。集水管２３１は、第２排水ラインＬ５２の上流側の端部（接続端部）Ｌ５２Ａ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。中間部スクリーン２４３による集水位置は、中間部スクリーン２４３における開孔のうち、最も下側の開孔と定義する。
【００２８】
制御部５は、ＣＰＵ及びメモリを含んで構成される。制御部５は、原水Ｗ１の流れ（圧力）の有無を検出する原水フロースイッチ、第１塩水ラインＬ４１を流通する塩水Ｗ４の流量を検出する塩水流量計（いずれも図示せず）等からの信号が入力されて、入力された信号などに基づいてユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを制御する。メモリには、本実施形態の硬水軟化装置１の運転を実施する制御プログラムが予め記憶されている。この制御プログラムは、例えば、硬水軟化装置１における水処理プロセスの流路と再生プロセスの流路とを切り換えるように、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを制御する。詳細には、制御部５は、水処理プロセスＳＴ１、第１再生プロセスＳＴ５及び第２再生プロセスＳＴ７を順に切り換えるように、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを制御する。
【００２９】
本実施形態のユニットバルブは、第１ユニットバルブ３Ａと、第２ユニットバルブ３Ｂと、第３ユニットバルブ３Ｃと、により構成される。
第１ユニットバルブ３Ａ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、第３排水弁３１４と、第１排水弁３１９とを備える。
第２ユニットバルブ３Ｂは、弁として、第２排水弁３１８を備える。
第３ユニットバルブ３Ｃは、弁として、塩水弁３１５と、第１エゼクタ弁３１６と、第２エゼクタ弁３１７とを備える。また、第３ユニットバルブ３Ｃは、エゼクタ３２１を備える。
【００３０】
原水ラインＬ１には、原水Ｗ１の供給側から圧力タンク２の頂部スクリーン２４１へ向けて順に、接続部Ｊ１１と、接続部Ｊ１２と、原水通水弁３１１と、接続部Ｊ１３と、接続部Ｊ１４と、が設けられる。原水ラインＬ１における接続部Ｊ１３と圧力タンク２との間の部分は、第３排水ラインＬ５３としても機能する。原水ラインＬ１における接続部Ｊ１４と圧力タンク２との間の部分は、第５塩水ラインＬ４５又は第３排水ラインＬ５３としても機能する。
【００３１】
軟水ラインＬ２には、圧力タンク２の底部スクリーン２４２から軟水Ｗ２の供給先へ向けて順に、接続部Ｊ２１と、接続部Ｊ２２と、接続部Ｊ２３と、軟水通水弁３１２と、が設けられる。軟水ラインＬ２における圧力タンク２と接続部Ｊ２２との間の部分は、第１排水ラインＬ５１としても機能する。軟水ラインＬ２における圧力タンク２と接続部Ｊ２１との間の部分は、第６塩水ラインＬ４６又は第１排水ラインＬ５１としても機能する。
【００３２】
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３２１の一次側（上流側）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３２１側）に向けて順に、ストレーナ３２３と、減圧弁３２２と、が設けられる。
【００３３】
ストレーナ３２３は、原水Ｗ１からなる希釈水に含まれる懸濁物質を除去し、減圧弁３２２及びエゼクタ３２１の詰まりを防止する。減圧弁３２２は、エゼクタ３２１へ供給する希釈水を所定範囲の圧力及び流量に調節する。
エゼクタ３２１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３２１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３２１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。
【００３４】
バイパスラインＬ６は、接続部Ｊ１２と接続部Ｊ２３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。
【００３５】
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。本実施形態において、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。
【００３６】
第１塩水ラインＬ４１の一端部Ｌ４１Ａは、塩水タンク４の内部に配置される。第１塩水ラインＬ４１の他端部は、エゼクタ３２１の前記ノズル部に接続される。第１塩水ラインＬ４１の途中には、塩水弁３１５が設けられる。
【００３７】
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３２１の二次側と接続部Ｊ４１とを接続する。
【００３８】
第３塩水ラインＬ４３の下流側の端部は、接続部Ｊ１４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エゼクタ弁３１６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の途中には、第２エゼクタ弁３１７が設けられる。
【００３９】
本実施形態の硬水軟化装置１は、排水ラインとしての第１排水ラインＬ５１と、第２排水ラインＬ５２と、排水ラインとしての第３排水ラインＬ５３とを備える。
【００４０】
第１排水ラインＬ５１及び第３排水ラインＬ５３の下流側の端部は、大気に開放された開放末端部Ｌ５１Ｂ及びＬ５３Ｂから構成される。開放末端部Ｌ５１Ｂ及びＬ５３Ｂは、第１排水ラインＬ５１及び第３排水ラインＬ５３における共通の開放末端部として機能する。一方、第２排水ラインＬ５２の下流側の端部は、後述するドレンポット６内で水没された水封末端部Ｌ５２Ｂとして構成される。
【００４１】
第１排水ラインＬ５１及び第３排水ラインＬ５３それぞれの開放末端部Ｌ５１Ｂ及びＬ５３Ｂ、並びに第２排水ラインＬ５２の水封末端部Ｌ５２Ｂ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（接続端部）Ｌ５１Ａは、圧力タンク２の底部スクリーン２４２に接続されている。第１排水ラインＬ５１の上流側は、軟水ラインＬ２における底部スクリーン２４２と接続部Ｊ２２との間から構成される。第１排水ラインＬ５１における接続部Ｊ２２と開放末端部Ｌ５１Ｂとの間には、上流側（接続部Ｊ２２側）から下流側（開放末端部Ｌ５１Ｂ側）に向けて順に、第１排水弁３１９と、第１定流量弁３３と、接続部Ｊ５１と、が設けられる。第１排水ラインＬ５１における接続部Ｊ５２から開放末端部Ｌ５１Ｂ（Ｌ５３Ｂ）との間の部分は、第３排水ラインＬ５３としても機能する。
第１定流量弁３３の詳細については後述する。
【００４２】
第２排水ラインＬ５２の上流側の端部（接続端部）Ｌ５２Ａは、圧力タンク２の頂部スクリーン２４１に接続されている。第２排水ラインＬ５２には、第２排水弁３１８が設けられる。
【００４３】
第３排水ラインＬ５３の上流側の端部（接続端部）Ｌ５３Ａは、圧力タンク２の頂部スクリーン２４１に接続されている。第３排水ラインＬ５３の上流側は、原水ラインＬ１における頂部スクリーン２４１と接続部Ｊ１３との間から構成される。第３排水ラインＬ５３における接続部Ｊ１３と開放末端部Ｌ５３Ｂとの間には、上流側（接続部Ｊ１３側）から下流側（開放末端部Ｌ５３Ｂ側）に向けて順に、第３排水弁３１４と、第２定流量弁３４と、接続部Ｊ５１と、が設けられる。
第２定流量弁３４は、第１定流量弁３３と同様の構成である。そのため、第２定流量弁３４の詳細については、後述する第１定流量弁３３の詳細な説明を援用して、説明を省略する。
【００４４】
第１排水ラインＬ５１は、再生プロセス（後述する第１再生プロセスＳＴ５）において塩水タンク４から圧力タンク２へ供給された塩水Ｗ４及びリンス・プロセスにおいて原水ラインＬ１から圧力タンク２へ供給（導入）された原水Ｗ１（洗浄液）を、開放末端部Ｌ５１Ｂから排水Ｗ５としてドレンポット６の大気開放部へ向けて排出する。
第２排水ラインＬ５２は、再生プロセス（後述する第２再生プロセスＳＴ７）において塩水タンク４から圧力タンク２へ供給された塩水Ｗ４を、水封末端部Ｌ５２Ｂから排水Ｗ５としてドレンポット６の底部６４へ向けて排出する。
第３排水ラインＬ５３は、逆洗浄プロセスにおいて原水ラインＬ１から圧力タンク２へ供給（導入）された原水Ｗ１（洗浄液）を、開放末端部Ｌ５３Ｂから排水Ｗ５としてドレンポット６の大気開放部へ向けて排出する。
【００４５】
ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃにおいて、各種の弁３１１〜３１９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などが好適である。
【００４６】
ドレンポット６は、大気に開放され、第１排水ラインＬ５１、第２排水ラインＬ５２及び第３排水ラインＬ５３からの排水Ｗ５が貯留される。ドレンポット６は、上部が開口した有底の形状を有するポット本体６１と、排出口６２と、オーバーフロー管６３とを備える。ポット本体６１は、排水Ｗ５を貯留する。排出口６２は、ポット本体６１の底部６４よりも高い位置に設けられ、ドレンポット６に貯留される排水Ｗ５を排出する。オーバーフロー管６３は、排出口６２と系外とを連通している。排出口６２よりも高い位置に達した排水Ｗ５は、排出口６２及びオーバーフロー管６３を介して、系外へ排出される。つまり、排出口６２及びオーバーフロー管６３は、ポット本体６１に貯留される排水Ｗ５の高さ（液面）の上限を規定する。
【００４７】
塩水タンク４における塩水Ｗ４の液面Ｗ４Ａ、ドレンポット６における排出口６２、及び第２排水ラインＬ５２における水封末端部Ｌ５２Ｂの高さの関係は、塩水Ｗ４の液面Ｗ４Ａ（Ｈａ）  ＞  排出口６２（Ｈｂ）  ＞  水封末端部Ｌ５２Ｂ（Ｈｃ）の関係になるように設定されている。つまり、第２排水ラインＬ５２における水封末端部Ｌ５２Ｂは、ドレンポット６に貯留される排水Ｗ５中に水没するように配置される。
【００４８】
本実施形態の硬水軟化装置１は、後述する第２再生プロセスＳＴ７においては、エゼクタ３２１のノズル部で発生する負圧に加えて、塩水タンク４における塩水Ｗ４の液面Ｗ４Ａ（Ｈａ）とドレンポット６における排出口６２（Ｈｂ）との間の水頭圧差により、塩水タンク４から圧力タンク２へ塩水Ｗ４を供給すると共に、塩水Ｗ４を圧力タンク２から第２排水ラインＬ５２へ排出するように構成される。
塩水タンク４における塩水タンク４の液面Ｗ４Ａの高さＨａは、後述する補水プロセスＳＴ１１により所定の高さに維持される。
【００４９】
次に、第１定流量弁３３について、図１から図４を参照しながら詳細に説明する。図３に示す矢印は、第１定流量弁３３を流通する排水Ｗ５が流れる方向を示す。なお、第１定流量弁３３の構成は、第２定流量弁３４と同様の構成である。そのため、第１定流量弁３３の説明は、第２定流量弁３４の説明に援用される。
【００５０】
図１から図３に示すように、第１定流量弁３３は、前述の通り、排水Ｗ５が流通する第１排水ラインＬ５１の途中に設けられる。第１定流量弁３３は、第１排水ラインＬ５１を流通する排水Ｗ５を一次側（上流側）３３Ａから二次側（下流側）３３Ｂに向かって通過させることにより、第１排水ラインＬ５１を流通する排水Ｗ５の流量を略一定に制御する弁である。
【００５１】
第１定流量弁３３は、図２及び図３に示すように、定流量弁本体３３１と、オリフィス３３２と、消音リング３３５と、を備える。
定流量弁本体３３１は、中径部と大径部と小径部とを有する段付の円筒状に形成される。定流量弁本体３３１は、内部に排水Ｗ５を通過させる。定流量弁本体３３１は、例えば、ガラス繊維強化ＡＢＳ樹脂等のプラスチック材料により形成される。
【００５２】
定流量弁本体３３１は、内周側筒状部３３１ａと、フランジ部３３１ｂと、外周側筒状部３３１ｃと、複数の上流側保持部３３１ｄとを有する。
内周側筒状部３３１ａは、一次側（上流側）３３Ａから二次側（下流側）３３Ｂに向かって延びる中径の円筒状に形成される。内周側筒状部３３１ａの二次側３３Ｂの部分は、第１定流量弁３３の下流側の配管接続部を構成する。内周側筒状部３３１ａの二次側３３Ｂの外周面は、第１定流量弁３３の下流側の第１排水ラインＬ５１に対して、その内周面に嵌合して取り付けられる。
【００５３】
フランジ部３３１ｂは、内周側筒状部３３１ａの一次側３３Ａの外周面から外側に向けて突出するような円盤状に形成される。
外周側筒状部３３１ｃは、フランジ部３３１ｂにおける内周側筒状部３３１ａよりも外側の位置から上流側に向けて延びる大径の円筒状に形成される。外周側筒状部３３１ｃは、第１定流量弁３３の上流側の配管接続部を構成する。外周側筒状部３３１ｃの外周面は、第１定流量弁３３の上流側の第１排水ラインＬ５１に対して、その内周面に嵌合して取り付けられる。
【００５４】
複数の上流側保持部３３１ｄは、定流量弁本体３３１の一次側において、内周側筒状部３３１ａの上流側の端部に連続して形成される。複数の上流側保持部３３１ｄは、排水Ｗ５が流れる方向に貫通する小径の円筒状に形成される。複数の上流側保持部３３１ｄそれぞれは、後述するオリフィス３３２の弁体３３４を収容して保持する。
【００５５】
複数の上流側保持部３３１ｄは、内周側筒状部３３１ａの一次側３３Ａの端部において、内周側筒状部３３１ａの開口部の内側周縁の近傍に沿って周方向に並んで形成されている。複数の上流側保持部３３１ｄそれぞれは、後述するオリフィス３３２の弁体３３４が下流側において当接する規制部３３１ｅを有する。
【００５６】
図３に示すように、オリフィス３３２は、定流量弁本体３３１の一次側３３Ａに設けられる。オリフィス３３２は、円板３３３と、複数の弁体３３４とを有する。
弁体３３４は、穿孔されたディスク状に形成される。弁体３３４は、その下流側の端部において、上流側保持部３３１ｄの規制部３３１ｅに当接した状態で、上流側保持部３３１ｄに収容される。弁体３３４の孔部３３４ａは、排水Ｗ５が流れる方向に貫通している。複数の弁体３３４を上流側保持部３３１ｄに収容した状態において、各弁体３３４の孔部３３４ａは、オリフィス３３２の周縁の近傍に位置するように配置される。弁体３３４は、例えば、合成ゴム等の弾性材料により形成され、排水Ｗ５が通過する際の圧力差により圧縮変形が生じると、孔部３３４ａの口径を絞るように機能する。
【００５７】
円板３３３は、上流側保持部３３１ｄに収容された複数の弁体３３４を規制部３３１ｅとの間に挟み込むようにして、定流量弁本体３３１の一次側３３Ａから上流側保持部３３１ｄの上流側の端部に当接する。円板３３３は、図２に示すように、複数のねじ部材３３８により定流量弁本体３３１に取り付けられる。
【００５８】
円板３３３には、図２及び図３に示すように、複数の円板孔部３３３ａが形成される。円板孔部３３３ａの数は、上流側保持部３３１ｄに収容可能な弁体３３４の数と同じに設定されており、円板孔部３３３ａのそれぞれは、円板３３３の周縁の内側近傍に沿って配置される。各円板孔部３３３ａは、排水Ｗ５が流れる方向に貫通しており、複数の弁体３３４の孔部３３４ａに連通している。
【００５９】
消音リング３３５は、全体として円筒状に形成される。消音リング３３５は、定流量弁本体３３１の二次側３３Ｂに設けられる。消音リング３３５は、例えば、ポリ塩化ビニル等のプラスチック材料により形成される。
【００６０】
消音リング３３５は、その内周部に、入口側内周面部３３５ａと、ストレート内周面部３３５ｂと、出口側内周面部３３５ｃと、を有する。また、消音リング３３５は、その外周部に、先端位置決め部３３５ｄを有する。
【００６１】
入口側内周面部３３５ａは、消音リング３３５の一次側に設けられる。入口側内周面部３３５ａは、第１定流量弁３３の一次側から二次側に向かうにしたがって径が小さくなるように形成される。入口側内周面部３３５ａは、オリフィス３３２から噴出した排水Ｗ５の少なくとも一部、望ましくは全部を緩やかに衝突させることにより、排水Ｗ５の流速を徐々に低下させ、キャビテーションの発生を抑制する機能を持つ。そのため、入口側内周面部３３５ａの傾斜角度αは、オリフィス３３２により分流した排水Ｗ５の水流を滑らかに集合させる角度に設定される。
【００６２】
具体的には、入口側内周面部３３５ａの傾斜角度αは、図４に示すように、例えば、複数の孔部３３４ａが延びる方向Ｄ１に対して、７．５°から２０°である。入口側内周面部３３５ａの傾斜角度αが７．５°未満の場合は、入口側内周面部３３５ａにおける排水Ｗ５の流通距離が長くなり、騒音防止効果が少ない。すなわち、入口側内周面部３３５ａがストレート管に近くなるため、従来の定流量弁と同様に、オリフィス３３２の二次側でキャビテーションが起こり、騒音の原因となる。また、入口側内周面部３３５ａの傾斜角度αが２０°よりも大きい場合は、オリフィス３３２から噴出された排水Ｗ５の流れ方向に急激な変化が生じることで、騒音防止効果が少ない。すなわち、噴出された排水Ｗ５が入口側内周面部３３５ａの壁面に激しく衝突するようになり、騒音の原因となる。
【００６３】
ストレート内周面部３３５ｂは、入口側内周面部３３５ａの二次側に連続して形成される。ストレート内周面部３３５ｂは、上流側から下流側にわたって径Ｋの大きさが略同一である。なお、「径Ｋの大きさが略同一」とは、上流側から下流側までの間において、径Ｋの大きさがごく僅かに同一でない部分があっても、「同一」に含まれるという意味である。
【００６４】
ストレート内周面部３３５ｂの径Ｋは、ストレート内周面部３３５ｂの断面積に基づいて設定される。ストレート内周面部３３５ｂの径Ｋは、例えば、オリフィス３３２の開孔面積（すなわち、複数の孔部３３４ａの開孔面積の合計）に対し、１．１倍よりも大きく且つ１．８倍よりも小さく形成される。ストレート内周面部３３５ｂの断面積がオリフィス３３２の開孔面積に対して１．１倍以下の場合には、排水Ｗ５の通水抵抗が大きくなり、オリフィス３３２の一次側と二次側の間に十分な圧力差を生じさせることができなくなる。すなわち、排水Ｗ５を規定流量に維持することが困難になる。また、ストレート内周面部３３５ｂの断面積がオリフィス３３２の開孔面積に対して１．８倍以上の場合には、入口側内周面部３３５ａの傾斜角度αが小さくなり、騒音防止効果が少ない。すなわち、入口側内周面部３３５ａがストレート管に近くなるため、従来の定流量弁と同様に、オリフィス３３２の二次側でキャビテーションが起こり、騒音の原因となる。
ストレート内周面部３３５ｂの複数の孔部３３４ａが延びる方向Ｄ１の長さＬは、例えば、ストレート内周面部３３５ｂの径Ｋの大きさに対して０．２倍以上である。
【００６５】
出口側内周面部３３５ｃは、ストレート内周面部３３５ｂの二次側に連続して形成される。出口側内周面部３３５ｃは、第１定流量弁３３の一次側から二次側に向かうにしたがって径が大きくなるように形成される。出口側内周面部３３５ｃの傾斜角度βは、排水Ｗ５の流路が急激に拡大しないように緩やかに拡大する角度が好ましい。具体的には、出口側内周面部３３５ｃの傾斜角度βは、例えば、複数の孔部３３４ａが延びる方向Ｄ１に対して、７．５°から２０°である。
【００６６】
先端位置決め部３３５ｄは、消音リング３３５における下流側の外周面から外側に突出して形成される。先端位置決め部３３５ｄは、定流量弁本体３３１の内周側筒状部３３１ａの下流側の端面に当接して、排水Ｗ５が流れる方向において、定流量弁本体３３１に対して消音リング３３５を位置決めする。
【００６７】
ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、図５及び図６に示すプロセスを切り換える。ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、流路を切り換えながら、以下のプロセスＳＴ１〜ＳＴ１１を順次実施する。
（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）原水Ｗ１をユニットバルブ３Ｃに流入させて内部のエアを抜く第１エア抜きプロセス
（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）原水Ｗ１を集水管２３１に対して下から上に通過させて管内のエアを抜く第２エア抜きプロセス
（ＳＴ５）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
（ＳＴ６）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
（ＳＴ７）再生液としての塩水Ｗ４をイオン交換樹脂床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
（ＳＴ８）押出水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床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
（ＳＴ９）原水Ｗ１を集水管２３１に対して下から上に通過させて管内を水洗する集水管水洗プロセス
（ＳＴ１０）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るリンス・プロセス
（ＳＴ１１）原水Ｗ１を塩水タンク４へ供給する補水プロセス
【００６８】
ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃにおける各弁３１１〜３１９の開閉は、図６に示すように、プロセスＳＴ１〜ＳＴ１１毎に、制御部５により制御される。その結果、図７に示すように、圧力タンク２内において、プロセスＳＴ１〜ＳＴ１１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、第２エア抜きプロセスＳＴ４と第１再生プロセスＳＴ５との間には、塩水Ｗ４の供給を待機する再生待機プロセスが設けられている。また、補水プロセスＳＴ１１の後には、原水Ｗ１の供給を待機する水処理待機プロセスが設けられている。因みに、再生待機プロセス及び水処理待機プロセスでは、各弁３１１〜３１９は、全て閉弁状態に設定される。
【００６９】
図７に示す流体の流れが生成される結果、頂部スクリーン２４１は、配液部又は集液部として機能する。すなわち、水処理プロセスＳＴ１、第１再生プロセスＳＴ５、第１押出プロセスＳＴ６及びリンス・プロセスＳＴ１０では、頂部スクリーン２４１は、配液部（頂部配液部）として機能する。また、逆洗浄プロセスＳＴ３では、頂部スクリーン２４１は、集液部として機能する。
【００７０】
底部スクリーン２４２は、配液部又は集液部として機能する。すなわち、逆洗浄プロセスＳＴ３、第２エア抜きプロセスＳＴ４、第２再生プロセスＳＴ７及び第２押出プロセスＳＴ８では、底部スクリーン２４２は、配液部（底部配液部）として機能する。また、水処理プロセスＳＴ１、第１再生プロセスＳＴ５、第１押出プロセスＳＴ６及びリンス・プロセスＳＴ１０では、底部スクリーン２４２は、集液部（底部集液部）として機能する。
【００７１】
中間部スクリーン２４３は、集液部としてのみ機能する。すなわち、第２エア抜きプロセスＳＴ４、第２再生プロセスＳＴ７、第２押出プロセスＳＴ８及び集水管水洗プロセスＳＴ９において、中間部スクリーン２４３は、集液部（中間部集液部）として機能する。
【００７２】
制御部５のメモリに記憶された制御プログラムは、第１再生プロセスＳＴ５、第１押出プロセスＳＴ６、第２再生プロセスＳＴ７及び第２押出プロセスＳＴ８からなる二段再生を実施するように、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを制御する。図７に示すように、第１再生プロセスＳＴ５では、再生液としての塩水Ｗ４を、頂部スクリーン２４１を介してイオン交換樹脂床２１１の頂部へ配液しながら、底部スクリーン２４２を介してイオン交換樹脂床２１１の底部で集液することにより塩水Ｗ４の下降流を生成し、イオン交換樹脂床２１１の全体を再生させる。
【００７３】
第２再生プロセスＳＴ７では、再生液としての塩水Ｗ４を、底部スクリーン２４２を介してイオン交換樹脂床２１１の底部へ配液しながら、中間部スクリーン２４３を介してイオン交換樹脂床２１１の中間部で集液することにより塩水Ｗ４の上昇流を生成し、イオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる。
【００７４】
次に、本実施形態に係る硬水軟化装置１の運転方法（動作）について詳細に説明する。以下では、水処理プロセスＳＴ１、第１エア抜きプロセスＳＴ２、逆洗浄プロセスＳＴ３、第２エア抜きプロセスＳＴ４、第１再生プロセスＳＴ５、第２再生プロセスＳＴ７及び集水管水洗プロセスＳＴ９の動作を中心に説明する。
【００７５】
〔水処理プロセスＳＴ１〕
制御部５からの指令信号により、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁３１１〜３１９は、図６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、工業用水などの原水Ｗ１は、原水ラインＬ１を介して、圧力タンク２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。
【００７６】
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、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、第１エア抜きプロセスＳＴ２を実行後、再生プロセスを実施する。
【００７７】
〔第１エア抜きプロセスＳＴ２〕
制御部５からの指令信号により、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁３１１〜３１９は、図６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における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、希釈水ラインＬ３を介して、ストレーナ３２３及び減圧弁３２２を通過して、エゼクタ３２１の一次側へ供給される。エゼクタ３２１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及び第３排水ラインＬ５３を介して、排水Ｗ５としてドレンポット６の大気開放部へ向けて排出される。ドレンポット６へ排出された排水Ｗ５は、排出口６２及びオーバーフロー管６３を介して、系外へ排出される（以下同様）。
【００７８】
第１エア抜きプロセスＳＴ２においては、原水Ｗ１がエゼクタ３２１を通過する過程で、原水Ｗ１が塩水弁３１５及び第２エゼクタ弁３１７の二次側（上流側）に流入して、弁内のエア抜きを実行する。同時に、原水Ｗ１が第１エゼクタ弁３１６を通過して、弁内のエア抜きを実行する。そのため、再生プロセスが実行される前に、ユニットバルブ３Ｃの内部のエア抜きを実行することができる。これにより、再生プロセスにおけるエゼクタ３２１による塩水の吸込流量の安定性を向上することができる。従って、再生プロセスが確実に実行されて、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）を回復させる性能の安定化を図ることができる。第１エア抜きプロセスＳＴ２は、例えば、９秒間実行される。
【００７９】
また、第３排水ラインＬ５３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、複数の弁体３３４を有するオリフィス３３２を備える。上述したように、弁体３３４は、排水Ｗ５が通過する際の圧力差により圧縮変形が生じると、孔部３３４ａの口径を絞るように機能する。これにより、第２定流量弁３４は、排水Ｗ５の流量を略一定に制御することができる。
また、第２定流量弁３４は、消音リング３３５を備える。そのため、オリフィス３３２から噴出された排水Ｗ５の一部又は全部は、消音リング３３５の入口側内周面部３３５ａに緩やかに衝突する。これにより、オリフィス３３２の下流側において、排水Ｗ５の流速を低下させることができる。従って、第２定流量弁３４は、排水Ｗ５の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を低減することができる。
【００８０】
〔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ＳＴ１１を順次実施する（図５参照）。これらのプロセスのうち、リンス・プロセスＳＴ１０及び補水プロセスＳＴ１１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。
【００８１】
〔逆洗浄プロセスＳＴ３〕
制御部５からの指令信号により、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁３１１〜３１９は、図６のＳＴ３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、バイパスラインＬ６及び軟水ラインＬ２を介して、圧力タンク２の内部に供給され、底部スクリーン２４２から配水される。底部スクリーン２４２から配水された原水Ｗ１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の逆洗浄が行われる。
【００８２】
イオン交換樹脂床２１１を通過した原水Ｗ１は、圧力タンク２の頂部で頂部スクリーン２４１へ集水される。この原水Ｗ１は、第３排水ラインＬ５３、（原水ラインＬ１の一部）を介して、排水Ｗ５としてドレンポット６の大気開放部へ向けて排出される。
【００８３】
また、第３排水ラインＬ５３の途中には、第２定流量弁３４が設けられる。そのため、前述の第１エア抜きプロセスＳＴ２の場合と同様に、第２定流量弁３４は、排水Ｗ５の流量を略一定に制御することができると共に、排水Ｗ５の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を低減することができる。
【００８４】
〔第２エア抜きプロセスＳＴ４〕
制御部５からの指令信号により、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁３１１〜３１９は、図６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を流れる原水Ｗ１は、原水ラインＬ１、バイパスラインＬ６及び軟水ラインＬ２を介して、圧力タンク２の内部に供給され、底部スクリーン２４２から配水される。
【００８５】
底部スクリーン２４２から配水された原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１の下部を介して、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。集水管２３１の内部を通過した原水Ｗ１は、第２排水ラインＬ５２を介して、ドレンポット６の底部６４へ向けて排出される。
【００８６】
第２エア抜きプロセスＳＴ４においては、中間部スクリーン２４３へ集水された原水Ｗ１は、集水管２３１に対して下から上に通過し、その過程で管内のエア抜きを実行する。そのため、再生プロセスが実行される前に、集水管２３１の内部のエア抜きを実行することができる。これにより、再生プロセスにおけるエゼクタ３２１による塩水の吸込流量の安定性を向上することができる。従って、再生プロセスが確実に実行されて、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）を回復させる性能の安定化を図ることができる。第２エア抜きプロセスＳＴ４は、例えば、９秒間実行される。
【００８７】
〔再生プロセス：第１再生プロセスＳＴ５〕
制御部５からの指令信号により、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁３１１〜３１９は、図６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、塩水Ｗ４の希釈水として、希釈水ラインＬ３を介して、ストレーナ３２３及び減圧弁３２２を通過して、エゼクタ３２１の一次側へ供給される。
【００８８】
エゼクタ３２１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、エゼクタ３２１へ吸引される。そして、エゼクタ３２１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及び第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）を介して、圧力タンク２の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００８９】
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排水ラインＬ５１（軟水ラインＬ２の一部を含む）を介して、排水Ｗ５としてドレンポット６の大気開放部へ向けて排出される。
【００９０】
また、第１排水ラインＬ５１の途中には、第１定流量弁３３が設けられる。第１定流量弁３３は、複数の弁体３３４を有するオリフィス３３２を備える。上述したように、弁体３３４は、排水Ｗ５が通過する際の圧力差により圧縮変形が生じると、孔部３３４ａの口径を絞るように機能する。これにより、第１定流量弁３３は、排水Ｗ５の流量を略一定に制御することができる。
また、第１定流量弁３３は、消音リング３３５を備える。そのため、オリフィス３３２から噴出された排水Ｗ５の一部又は全部は、消音リング３３５の入口側内周面部３３５ａに緩やかに衝突する。これにより、オリフィス３３２の下流側において、排水Ｗ５の流速を低下させることができる。従って、第１定流量弁３３は、排水Ｗ５の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を低減することができる。
【００９１】
第１再生プロセスＳＴ５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ＳＴ６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）
【００９２】
〔再生プロセス：第１押出プロセスＳＴ６〕
制御部５からの指令信号により、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁３１１〜３１９は、図６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、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、ストレーナ３２３及び減圧弁３２２を通過して、エゼクタ３２１の一次側へ供給される。エゼクタ３２１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及び第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）を介して、圧力タンク２の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００９３】
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、圧力タンク２に先に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排水ラインＬ５１（軟水ラインＬ２の一部を含む）を介して、第１排水弁３１９及び第１定流量弁３３を通過して、ドレンポット６の大気開放部へ向けて排出される。
【００９４】
また、第１排水ラインＬ５１の途中には、第１定流量弁３３が設けられる。そのため、前述の第１再生プロセスＳＴ５の場合と同様に、第１定流量弁３３は、排水Ｗ５の流量を略一定に制御することができると共に、排水Ｗ５の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を低減することができる。
【００９５】
〔再生プロセス：第２再生プロセスＳＴ７〕
制御部５からの指令信号により、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁３１１〜３１９は、図６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、塩水Ｗ４の希釈水として、希釈水ラインＬ３を介して、ストレーナ３２３及び減圧弁３２２を通過して、エゼクタ３２１の一次側へ供給される。
【００９６】
エゼクタ３２１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、エゼクタ３２１へ吸引される。また、塩水Ｗ４には、エゼクタ３２１による駆動力（吸引力）が付与されると共に、塩水タンク４における塩水Ｗ４の液面Ｗ４Ａ（Ｈａ）とドレンポット６における排出口６２（Ｈｂ）との間の水頭圧差による駆動力が付与される。
【００９７】
エゼクタ３２１において調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２、第４塩水ラインＬ４４及び第６塩水ラインＬ４６（軟水ラインＬ２の一部）を介して、圧力タンク２の内部に供給され、底部スクリーン２４２から配水される。
【００９８】
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の下部を上昇流で通過し、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、集水管２３１及び第２排水ラインＬ５２を介して、ドレンポット６の底部６４へ向けて排出される。
【００９９】
第２再生プロセスＳＴ７は、部分向流再生である。部分向流再生では、第１再生プロセスＳＴ５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。
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ＳＴ８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。
【０１００】
〔再生プロセス：第２押出プロセスＳＴ８〕
制御部５からの指令信号により、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁３１１〜３１９は、図６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、ストレーナ３２３及び減圧弁３２２を通過して、エゼクタ３２１の一次側へ供給される。
【０１０１】
エゼクタ３２１を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２、第４塩水ラインＬ４４及び第６塩水ラインＬ４６（軟水ラインＬ２の一部）を介して、圧力タンク２の内部に供給され、底部スクリーン２４２から配水される。
【０１０２】
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、圧力タンク２に先に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の下部を上昇流で通過し、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、集水管２３１及び第２排水ラインＬ５２を介して、ドレンポット６の底部６４へ向けて排出される。
【０１０３】
〔集水管水洗プロセスＳＴ９〕
制御部５からの指令信号により、ユニットバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁３１１〜３１９は、図６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を流れる原水Ｗ１は、原水ラインＬ１を介して、圧力タンク２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、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。中間部スクリーン２４３に流入した原水Ｗ１は、集水管２３１を下から上に通過して、集水管２３１の内部に残留する塩水Ｗ４を水洗する。集水管２３１の内部を水洗した使用済みの原水Ｗ１は、第２排水ラインＬ５２を介して、ドレンポット６の底部６４へ向けて排出される。集水管水洗プロセスＳＴ９は、例えば、９秒間実行される。
【０１０４】
なお、リンス・プロセスＳＴ１０については、詳細な説明を省略するが、排水Ｗ５の流量は、第１排水ラインＬ５１に設けた第１定流量弁３３により、略一定に制御される。
【０１０５】
本実施形態の硬水軟化装置１によれば、例えば、以下に示す効果が奏される。
本実施形態の硬水軟化装置１は、第１排水ラインＬ５１（第３排水ラインＬ５３）を流通する排水Ｗ５を一次側３３Ａから二次側３３Ｂに向かって通過させることにより第１排水ラインＬ５１（第３排水ラインＬ５３）を流通する排水Ｗ５の流量を略一定に制御する第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）であって、内部に排水Ｗ５を通過させる筒状の定流量弁本体３３１と、定流量弁本体３３１の一次側３３Ａに設けられる複数の孔部３３４ａを有するオリフィス３３２と、定流量弁本体３３１の二次側３３Ｂに設けられる筒状の消音リング３３５とを備え、消音リング３３５は、消音リング３３５の一次側に、第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）の一次側３３Ａから二次側３３Ｂに向かうにしたがって径が小さくなるように形成されると共に複数の孔部３３４ａを通過した排水Ｗ５の少なくとも一部が衝突する入口側内周面部３３５ａを有する。
【０１０６】
そのため、第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）は、排水Ｗ５がオリフィス３３２の複数の孔部３３４ａを通過することで、排水Ｗ５の流量を絞ることができる。これにより、第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）は、排水Ｗ５の流量を略一定に制御することができる。
また、オリフィス３３２から噴出された排水Ｗ５は、消音リング３３５の入口側内周面部３３５ａに緩やかに衝突する。これにより、オリフィス３３２の下流側において、排水Ｗ５の流速を低下させることができる。従って、第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）は、排水Ｗ５の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を低減することができる。
【０１０７】
また、本実施形態においては、消音リング３３５は、入口側内周面部３３５ａの二次側に連続して形成されると共に径の大きさが略同一のストレート内周面部３３５ｂを更に有する。そのため、入口側内周面部３３５ａに衝突して進行方向が消音リング３３５の径の中央方向に集まるように変更された排水Ｗ５の流れの方向を、ストレート内周面部３３５ｂにおいて、ストレート内周面部３３５ｂの径に平行な方向へ沿うように変更することができる。これにより、消音リング３３５は、排水Ｗ５を整流して、排水Ｗ５の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を一層低減することができる。
【０１０８】
また、本実施形態においては、消音リング３３５は、ストレート内周面部３３５ｂの二次側に連続して形成されると共に第１定流量弁３３（第２定流量弁３４）の一次側から二次側に向かうにしたがって径が大きくなるように形成される出口側内周面部３３５ｃを更に有する。そのため、消音リング３３５は、ストレート内周面部３３５ｂにより整流された排水Ｗ５の流れの方向を消音リング３３５の径の外側方向に緩やかに拡大するように変更することができる。これにより、消音リング３３５は、排水Ｗ５の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を一層低減することができる。
【０１０９】
また、本実施形態においては、入口側内周面部３３５ａの傾斜角度は、複数の孔部３３４ａが延びる方向Ｄ１に対して、７．５°から２０°である。これにより、消音リング３３５は、排水Ｗ５を消音リング３３５の内部側に滑らかに集合させて、排水Ｗ５の流量を略一定に制御する過程で発生する騒音を一層低減することができる。
【０１１０】
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。
【符号の説明】
【０１１１】
１  硬水軟化装置（イオン交換装置）
２  圧力タンク
３３  第１定流量弁（定流量弁）
３３Ａ  一次側
３３Ｂ  二次側
３４  第２定流量弁（定流量弁）
２１１  イオン交換樹脂床
３３１  定流量弁本体
３３２  オリフィス
３３４ａ  孔部
３３５  消音リング
３３５ａ  入口側内周面部
３３５ｂ  ストレート内周面部
３３５ｃ  出口側内周面部
Ｄ１  孔部が延びる方向
Ｌ５１  第１排水ライン（排水ライン）
Ｌ５３  第３排水ライン（排水ライン）
Ｗ５  排水（洗浄液）
【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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