(57)【要約】【課題】イオン交換樹脂再生後の採水開始時に硬度もれが発生しないようにした軟水装置を提供する。【解決手段】イオン交換樹脂を詰めている樹脂塔１と樹脂塔１への通水を制御するコントロールバルブ９を持ち、樹脂塔１内上部とコントロールバルブ９の間を上部配管２でつなぎ、樹脂塔１内下部とコントロールバルブ９の間を下部配管３でつないでおり、樹脂塔１内のイオン交換樹脂と硬度成分を含んだ原水を接触させ、原水中の硬度成分をイオン交換によって除去するようにしており、処理水は下部配管３を通して取り出している軟水装置において、途中に軟水採水弁４を持っている軟水配管８を下部配管３に接続し、下部配管３を通して取り出している処理水は軟水配管８を通して軟水使用箇所へ送るようにしており、軟水配管８の下部配管３との接続部は、下部配管３内を流れる水流方向に対して直角に分岐して立ち上げるように軟水配管８を接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂を詰めている樹脂塔と樹脂塔への通水を制御するコントロールバルブを持ち、樹脂塔内上部とコントロールバルブの間を上部配管でつなぎ、樹脂塔内下部とコントロールバルブの間を下部配管でつないでおり、樹脂塔内のイオン交換樹脂と硬度成分を含んだ原水を接触させ、原水中の硬度成分をイオン交換によって除去するようにしており、処理水は下部配管を通して取り出している軟水装置において、途中に軟水採水弁を持っている軟水配管を下部配管に接続し、下部配管を通して取り出している処理水は軟水配管を通して軟水使用箇所へ送るようにしており、軟水配管の下部配管との接続部は、下部配管内を流れる水流方向に対して直角に分岐して立ち上げるように軟水配管を接続していることを特徴とする軟水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水中に含まれている硬度成分をイオン交換樹脂層に通すことで除去する軟水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原水中にはカルシウムイオンやマグネシウムイオンからなる硬度成分が含まれており、ボイラなどの熱機器へ供給する水に硬度成分が含まれていると、硬度成分が析出して熱の交換効率を低下させることになる。そのため、イオン交換樹脂を詰めた樹脂塔内に原水を通水し、イオン交換によって原水中の硬度成分を除去して軟水を製造する軟水装置が広く普及している。イオン交換樹脂による軟水装置の場合、イオン交換樹脂が取り込める硬度成分の量には限界があるため、一定量採水するごとにイオン交換樹脂の再生を行う必要がある。再生の工程は、採水時と逆方向に水を流してイオン交換樹脂をほぐす逆洗工程、イオン交換樹脂層に塩水を通す通薬工程、イオン交換樹脂層に残った塩分を洗い流す洗浄工程などからなる。この場合、工程ごとに通水方向の変更や塩水の供給などの様々な通水制御を行う必要があるため、軟水装置には専用のコントロールバルブを設置しておき、コントロールバルブが通水を切り換えて各工程に応じた通水を行うようにしている。
【０００３】
イオン交換樹脂による軟水装置は、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを含んだ原水を流すと、イオン交換樹脂層にあるナトリウムイオンを放出してカルシウムイオンやマグネシウムイオンを取り込む。しかし、硬度成分を取り込んだイオン交換樹脂に塩水を流すと、イオン交換樹脂層にあるカルシウムイオンやマグネシウムイオンを放出してナトリウムイオンを取り込むため、塩水を流す再生を行うことで硬度成分の除去能力が回復する。再生を行うことで軟水を採水することができるようになるが、再生後の採水再開時に、硬度の高い水が取り出されることがあった。そのため、特開２００２−２０５０６５号に記載のように、再生時にイオン交換樹脂を洗い流す洗浄工程を行っていても、採水を開始する前に再びイオン交換樹脂の洗浄を行うなど、採水再開時の硬度漏れを防止する操作が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０５０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、イオン交換樹脂再生後の採水開始時に硬度もれが発生しないようにした軟水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
イオン交換樹脂を詰めている樹脂塔と樹脂塔への通水を制御するコントロールバルブを持ち、樹脂塔内上部とコントロールバルブの間を上部配管でつなぎ、樹脂塔内下部とコントロールバルブの間を下部配管でつないでおり、樹脂塔内のイオン交換樹脂と硬度成分を含んだ原水を接触させ、原水中の硬度成分をイオン交換によって除去するようにしており、処理水は下部配管を通して取り出している軟水装置において、途中に軟水採水弁を持っている軟水配管を下部配管に接続し、下部配管を通して取り出している処理水は軟水配管を通して軟水使用箇所へ送るようにしており、軟水配管の下部配管との接続部は、下部配管内を流れる水流方向に対して直角に分岐して立ち上げるように軟水配管を接続する。
【０００７】
下部配管内を流れる水流によって発生する圧力を受ける方向に軟水配管を接続していると、軟水配管内は再生排水の水圧を受けることになる。軟水採水弁を閉じていても、軟水配管の下部配管との分岐部から軟水採水弁までの間では、再生排水の水圧が軟水配管内に掛かるため、軟水配管内の水が撹拌されて硬度成分を含んだ再生排水が軟水配管内に侵入することになっていた。しかし、下部配管内を流れる水流方向に対して直角に分岐して立ち上げるように軟水配管を接続すると、再生排水の流れによって発生する水圧が軟水配管に掛かることはなくなるため、再生排水が軟水配管内に入ることを抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
イオン交換樹脂の再生時に、再生排水が軟水配管内に入ることを防止できるため、再生後に硬度漏れを起こすことなく軟水の採水を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を実施している軟水装置における通水経路のフロー図
【図２】比較のための本発明を実施していない軟水装置における通水経路のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施している軟水装置における通水のフローを示したもの、図２は比較のための本発明を実施していない軟水装置における通水のフローを示したものである。軟水装置は、イオン交換樹脂を詰めている樹脂塔１、樹脂塔１への通水を制御するコントロールバルブ９、イオン交換樹脂の再生時に使用する塩水を製造する塩水槽（図示せず）などからなり、それらの間を配管で接続している。
【００１１】
コントロールバルブ９には、原水を供給するための原水配管７、再生時の排水を排出するための排水配管５、塩水槽とコントロールバルブ９の間を結ぶ塩水配管６、樹脂塔１内の上部とコントロールバルブ９の間を結ぶ上部配管２、樹脂塔１内の下部とコントロールバルブ９の間を結ぶ下部配管３を接続している。コントロールバルブ９は、原水配管７・塩水配管６・排水配管５と上部配管・下部配管３との接続を様々に切り替えることができるようにしており、再生時にはコントロールバルブ９によって通水の切り替えを行う。
【００１２】
また、樹脂塔内下部とコントロールバルブ９を結ぶ下部配管３には途中に分岐部を設け、下部配管３から分岐した軟水配管８を接続しておく。軟水配管８は途中に軟水採水弁４を設けており、軟水の採水時には軟水採水弁４を開くことで樹脂塔１の下部から取り出された処理水（軟水）を軟水使用箇所へ送り、イオン交換樹脂の再生時には軟水採水弁４を閉じておくことで再生排水が軟水使用箇所へ送られないようにする。下部配管３と軟水配管８の接続部は、下部配管３を垂直に立ち上げている部分に設けており、軟水配管８は下部配管３の流れ方向に対して直角に分岐するようにして接続する。
【００１３】
水平配管と垂直配管を持つ下部配管３に対し、水平配管である軟水配管８を接続する場合、図２に記載しているように、下部配管３の水平配管部分と軟水配管８の水平配管をチーズによって連結し、連結部のチーズから垂直配管を立ち上げる構成とする方が簡単である。しかし本実施例では、軟水配管８は下部配管３の流れ方向に対して直角に接続するため、下部配管３の水平部配管と軟水配管８とが一直線になるようにはせず、図１に記載しているように垂直な下部配管３に水平な軟水配管８を接続するようにしている。
【００１４】
軟水の採水を行う場合、コントロールバルブ９は原水配管７と上部配管２を接続し、下部配管３とは遮断しておき、軟水採水弁４は開いておく。原水配管７を通して供給された原水は、コントロールバルブ９から上部配管２を通り、樹脂塔１内の上部へ入る。樹脂塔１内に入った原水は、樹脂塔１内のイオン交換樹脂と接触することで原水中の硬度成分を分離する。イオン交換樹脂は原水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンを吸収し、替わりにナトリウムイオンを放出するものであり、原水中の硬度成分はイオン交換樹脂にとどまり、樹脂塔１の下部からは硬度成分を除去した軟水が取り出される。樹脂塔１から取り出した軟水は、下部配管３と下部配管３から分岐した軟水配管８を通して軟水使用箇所へ送る。
【００１５】
イオン交換によって軟水の採水を行うと、イオン交換樹脂には硬度成分がたまり、いずれは硬度成分を吸収することができなくなる。そのため軟水装置では、定期的にイオン交換樹脂の再生を行う必要があり、採水量が所定水量に達するか所定の時間が経過するごとに軟水の採水を停止して再生を行う。
【００１６】
再生の工程は、採水時と逆方向に水を流してイオン交換樹脂をほぐす逆洗工程、イオン交換樹脂に塩水を通す通薬工程、イオン交換樹脂層から塩水を押し流す押出工程、イオン交換樹脂層に原水圧力を加えることでイオン交換樹脂を沈静させる圧縮行程、残った塩水の洗い流しを行う洗浄工程、次回の再生に備えて塩水槽に水を送る張り込み工程からなる。再生時には再生排水が軟水使用箇所へ送られることを防止するため、軟水採水弁４は閉じておく。
【００１７】
逆洗工程では、樹脂塔１内での通水方向が採水時と逆の上向きになるようにコントロールバルブ９によって流路を変更する。コントロールバルブ９は、原水配管７と下部配管３を接続し、排水配管５と上部配管２を接続しておき、樹脂塔１の下部から原水を導入することで樹脂塔１内を上向きに水を流す。樹脂塔１内で上向きに水を流すことでイオン交換樹脂の撹拌を行い、樹脂塔内で堆積していた不純物は上部配管２と排水配管５を通して排出する。
【００１８】
次の工程では、通薬工程と押出工程を同時に行う。コントロールバルブ９は、原水配管７と上部配管２を接続し、排水配管５と下部配管を接続することで、樹脂塔１内の流れは通常の下向きになるようにする。そして原水の流路と塩水配管６を接続し、原水をコントロールバルブ９のエジェクタ部分に流す。エジェクタの吸引作用によって塩水槽内の塩水が塩水配管６を通して吸引され、原水とともに樹脂塔１内へ送られる。このとき、樹脂塔１内では塩水が下向きに小さな流量で流れるように原水供給量は小さくしておく。イオン交換樹脂に塩水を接触させることで、イオン交換樹脂層のカルシウムやマグネシウムの成分が、塩化カルシウムや塩化マグネシウムとして排出され、イオン交換樹脂にはナトリウムが残るため、イオン交換樹脂は硬度成分除去の能力を取り戻す。再生排水は下部配管３と排水配管５を通して排出する。
【００１９】
次の圧縮行程では、塩水配管６を遮断しておき、樹脂塔１の上方から原水を供給することでイオン交換樹脂層に原水水圧を加えて樹脂を沈静する。圧縮行程が終了すると、樹脂塔１内に残っている微量の塩水を大きな流量で洗い流す洗浄工程を行う。また洗浄工程と同時に張り込み工程を行い、次回の再生に必要な塩水を準備しておく。供給している原水の一部は、塩水配管６を通して塩水槽へ送るようにしておき、塩水槽内の水位が所定水位に達するまで塩水槽への水の張り込みを行う。
【００２０】
再生工程の間に発生する排水は、排水配管５を通して排出する。コントロールバルブ９は逆洗工程時のみ、上部配管２と排水配管５を接続し、その他の再生工程中は下部配管３と排水配管５を接続する。逆洗工程時以外の排水は、樹脂塔１内下部から取り出し、下部配管３を通して排出する。
【００２１】
再生が終了し、イオン交換樹脂が能力を取り戻すと、再び軟水の採水を行うことができるようになる。採水工程では、コントロールバルブ９は原水配管７と上部配管２を接続し、排水配管５は遮断し、軟水採水弁４を開いておく。樹脂塔１内ではイオン交換樹脂によって原水中の硬度成分を取り除き、処理水は樹脂塔１の下部に接続している下部配管３を通して取り出す。軟水は下部配管３から分岐している軟水配管８を通して軟水使用箇所へ供給される。
【００２２】
ところで、図２に記載している従来の軟水装置のように、下部配管３と軟水配管８を一直線に接続しておいた場合、軟水採水弁４を閉じていても再生時に再生排水が軟水配管８に入ることがある。軟水採水弁４を閉じていると、軟水配管８の軟水採水弁４よりも下流に再生排水が入ることはないが、軟水配管８の軟水採水弁４よりも上流側では下部配管３と通じているためにその部分には再生排水が入り込むことができる。
【００２３】
軟水採水弁４を閉じていると、軟水配管８の下部配管３との分岐部から軟水採水弁４までの間には滞留水がたまることになる。下部配管３と軟水採水弁４が一直線であった場合、下部配管３を流れる排水の水圧によって軟水配管８内に排水が侵入し、滞留水と置き換わることになる。滞留水は下部配管３内を流れる再生排水が軟水配管８内に侵入することを防止する作用があるため、軟水配管８の滞留水と再生排水の置き換えは徐々にしか行われない。しかし、再生時には塩水下部配管３内をカルシウムやマグネシウムを多く含んだ高硬度の排水が長時間にわたって流れるため、軟水配管８内に硬度成分が多くが入り込むことになる。再生工程の最後に洗浄工程を行うと、軟水配管８内に入り込んだ硬度成分を排出する作用が得られるが、この場合も軟水配管８の中に入り込んだ硬度成分は徐々にしか排出できないため、再生工程の終了後にも軟水配管８内には硬度成分が残留していることがある。その場合には再生終了後の軟水採水時に硬度成分を含んだ水が軟水使用箇所に送られ、スケール付着等の問題を発生することになっていた。
【００２４】
本発明では、軟水配管８は下部配管３の垂直配管部に接続しており、下部配管３の水平配管とは一直線にならない。この場合、下部配管３を流れる水流の圧力は、軟水配管８内に方向とは９０度ずれた向きとなっており、再生排水の流れによって発生する水圧が軟水配管８内に掛かることはなく、再生排水が軟水配管８内に入り込み難くなる。再生時の排水が軟水配管８に入ることが抑えられると、再生終了後の採水再開時に硬度分が軟水使用箇所へ送られることはなくなり、スケール付着等の問題が発生しなくなる。
【００２５】
なお、本実施例では下部配管３と軟水配管８の接続部は、下部配管３を垂直に立ち上げている部分に設けるようにしているが、下部配管３の水平配管部分に軟水配管８を垂直に接続してもよい。水平な下部配管３に対して軟水配管８を垂直に接続した場合も、軟水配管８は下部配管３の流れ方向に対して直角に分岐することになり、下部配管３内を流れる再生排水が軟水配管８内に入ることを抑えることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  樹脂塔  
２  上部配管    
３  下部配管
４  軟水採水弁
５  排水配管
６  塩水配管
７  原水配管
８  軟水配管
９  コントロールバルブ
【図１】
2012148249.tif 000003
【図２】
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