(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水の流入部と処理水の流出部とを有し、内部にイオン交換樹脂が充填される樹脂充填室を有したケーシングを備えてなる軟水装置において、
該樹脂充填室内であって且つ前記流出部から所定距離離隔した箇所から水質検査用水を採取する採水手段を設けた軟水装置であって、
前記ケーシング内に、被処理水が順次に流通される第１ないし第ｎ（ｎは２以上の自然数）の樹脂充填室が設けられており、前記採水手段は、最終の第ｎの樹脂充填室の流入部から採水を行うものであり、
最終の第ｎの樹脂充填室の容積がすべての樹脂充填室の容積の総和の５〜４０体積％であることを特徴とする軟水装置。
【請求項２】
請求項１において、最終の第ｎの樹脂充填室と、それよりも１段だけ前段の第（ｎ−１）の樹脂充填室との連通部が前記ケーシングの下部に配置されており、前記採水手段はこの連通部から水を採取するものであることを特徴とする軟水装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、さらに、
前記採水手段で採取された水質検査用水中の硬度成分濃度を検出する検出手段と、
該検出手段の検出結果に基づいて前記ケーシング内へ再生液を供給する手段と、
を備えたことを特徴とする軟水装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、さらに、前記ケーシング内に充填されたイオン交換樹脂を備えてなる軟水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は硬水を軟水化する軟水装置に係り、比較的簡易な構成により硬度成分のリークを確実に防止するように改良された軟水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軟水装置は、一般に、容器内にイオン交換樹脂を充填した軟水器と、この軟水器を再生するための食塩水を生成させるための食塩溶解槽を備えた再生ユニットと、軟水器への原水（硬水）や食塩水の通水を制御する制御装置とで構成され、軟水器に原水を通水する硬水の軟水化工程と、軟水器に食塩水を通水して軟水器内のイオン交換樹脂を再生する工程とを交互に実施するように運転が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の軟水装置では、次のような使用形態ないし構成上の要因により、処理水中へ硬度成分がリークすることがある。
【０００４】
(1)  軟水装置は、一般に連続運転で使用されることは少なく、多くの場合間欠運転で使用されるが、この間欠運転の運転再開時に、装置停止期間中にイオン交換樹脂から乖離した硬度成分が処理水中にリークする。純水装置では、運転開始時の低水質の処理水を廃棄又は循環処理するなどして処理水として流出させない構成とされているが、軟水装置では、装置コストの削減のために、このような機能が設けられていないために、運転再開時に硬度成分がリークすることがある。
【０００５】
(2)  軟水器のイオン交換樹脂を食塩水で再生するに当たり、水圧変動や塩橋等の様々な要因により再生不良が発生し、この再生不良に起因して硬度成分がリークすることがある。このため、硬度成分のリークが少量であっても許容されないボイラ用軟水装置等にあっては、軟水器を並列又は直列に複数台設置するなどして、再生不良に起因する硬度成分のリークを防止しているが、このように軟水器を複数台設けることは装置コストが高くなる。このため、ある程度の硬度成分のリークを容認して、薬品コストをかけて薬品処理によりリークした硬度成分によるスケールの付着防止を図っているのが現状である。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決し、比較的簡易な構成により硬度成分のリークが確実に防止される軟水装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の軟水装置は、原水の流入部と処理水の流出部とを有し、内部にイオン交換樹脂が充填される樹脂充填室を有したケーシングを備えてなる軟水装置において、該樹脂充填室内であって且つ前記流出部から所定距離離隔した箇所から水質検査用水を採取する採水手段を設けた軟水装置であって、前記ケーシング内に、被処理水が順次に流通される第１ないし第ｎ（ｎは２以上の自然数）の樹脂充填室が設けられており、前記採水手段は、最終の第ｎの樹脂充填室の流入部から採水を行うものであり、最終の第ｎの樹脂充填室の容積がすべての樹脂充填室の容積の総和の５〜４０体積％であることを特徴とするものである。
【０００８】
この軟水装置は、ケーシング内にイオン交換樹脂が充填されて軟水製造運転に供される。
【０００９】
かかる軟水装置にあっては、水質検査用水の採水箇所よりも後流側になお所定量のイオン交換樹脂が存在するため、該水質検査用水から所定値以上の硬度成分が検出された段階で再生を行うことにより、硬度成分のリークが防止される。
【００１０】
また、この軟水装置を間欠運転した場合、運転再開時にはケーシング内の流入部側のイオン交換樹脂から吸着硬度成分が若干量乖離するが、ケーシングの流出部近傍の破過してないイオン交換樹脂がこの乖離硬度成分を吸着する。従って、この軟水装置を間欠運転しても硬度成分のリークが確実に防止される。
【００１１】
本発明では、被処理水が順次に流通される樹脂充填室を複数室設置し、最終の樹脂充填室の流入部から水質検査用水を採水する。この場合、最終の第ｎの樹脂充填室と、それよりも１段だけ前段の第（ｎ−１）の樹脂充填室との連通部が前記ケーシングの下部に配置されており、前記採水手段はこの連通部付近から水を採取するものであってもよい。
【００１２】
このようにすれば、最終の樹脂充填室のイオン交換樹脂を確実に硬度成分リーク防止用の樹脂として機能させることができる。また、硬度成分の短絡的な流れも防止される。
【００１３】
この最終段の樹脂充填室の容積は、ケーシング全体の樹脂充填室の容積の５〜４０％程度好ましくは１０〜３０％程度とする。この比率を５％以上とすることにより、硬度成分リークをきわめて確実に防止できる。また、４０％以下とすることにより、ケーシング内のイオン交換樹脂の多くの部分を本来の目的たる軟水製造に寄与させることができ、軟水の製造効率が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は参考例を示す系統図である。図中、１は軟水器であり、ケーシング１Ｖ内に上部から筒体１ａが垂設され、該筒体１ａ内側の樹脂充填室及び筒体１ａとケーシング１Ｖとの間の樹脂充填室にそれぞれイオン交換樹脂Ｒが充填されている。この筒体１ａの下端部には通水性の集水部材（例えばメッシュ、ストレーナーなど）１ｂが設けられている。
【００１６】
ケーシング１の上部に設けられた原水流入部１ｃからの水が、筒体１ａの上部に周設された散水部１ｄを経由して筒体１ａの外側の樹脂充填室内に流れ込み、イオン交換樹脂Ｒと接触した後、集水部材１ｂを通って筒体１ａ内に流入し、イオン交換樹脂Ｒと接触する。処理水は、筒体１ａの頂部の流出部１ｅから流出する。
【００１７】
なお、筒体１ａ内のイオン交換樹脂はケーシング１Ｖ内の全体のイオン交換樹脂の５〜４０体積％好ましくは１０〜３０体積％とされる。
【００１８】
ケーシング１の底部であって且つ筒体１ａの下方には、水質検査用水の取出口１ｆが設けられている。流入部１ｃ及び流出部１ｅに、複数の切替弁を有した流入制御部１Ａが接続されている。
【００１９】
２は軟水器１のイオン交換樹脂を再生するために食塩を水に溶解させて保存しておく再生ユニット、６は処理水の硬度を測定する軟水管理装置である。この軟水管理装置６は、軟水器１の取出口１ｆから配管７及びポンプ８を介して水質検査用水が導入され、イオンセンサ９と水質検査用水とが接触して硬度成分（例えばカルシウムイオン）濃度が測定される。センサ９と接触した水は、配管１０を介して原水供給配管１１へ戻される。
【００２０】
センサ９の検出信号は制御装置３に入力される。この制御装置３へは処理水流出用の配管１４に設けられた流量計５の流量信号も入力される。この制御装置３は流入制御部１Ａの弁に切替信号を出力すると共に、所定の時期にポンプ８へ作動信号を出力する。
【００２１】
この軟水装置においては、井水、市水、工業用水等の原水が、原水流入管１１から軟水器１の流入制御部１Ａ及び配管１２を介して軟水器１に流入し、軟水器１内に充填されたイオン交換樹脂Ｒによって硬度成分が除去される。軟水器１により処理された軟水は配管１３、流入制御部１Ａ及び配管１４を経由して軟水タンク（図示略）へ送水される。
【００２２】
制御装置３は、流量計５の流量の積算値が所定量となる度に、ポンプ８を所定時間だけ作動させる。これにより、軟水器１の底部の取出口１ｆから該軟水器１で処理されている水の一部が配管７より軟水管理装置６に採水され、この軟水管理装置６のイオンセンサ９により硬度の測定が行われ、硬度リークの有無の判断がなされる。
【００２３】
このイオンセンサ９が硬度成分を検知していないときには、流出部１ｅからの軟水に硬度成分は全くリークしていないことになる。軟水装置は、間欠運転のため運転再開時に硬度成分がイオン交換樹脂から少量乖離し流出するが、筒体１ａ内のイオン交換樹脂がポリッシャー（脱塩装置）として働き、この硬度リーク成分を除去する。従って、流出部１ｅから流出する水は、硬度成分を含まない軟水となっている。
【００２４】
この制御装置３は、硬度成分が所定値以上となった場合に流入制御部１Ａと再生ユニット２を制御することにより、食塩水による軟水器１内のイオン交換樹脂の再生を実施する。
【００２５】
この再生は、次のようにして実施される。まず軟水器１のイオン交換樹脂表面にたまった夾雑物等を原水の逆洗で排水管１９に排出させ、次に再生ユニット２に内蔵される食塩水槽より飽和食塩水を原水と共に軟水器１に導入し、軟水器１のイオン交換樹脂と接触させることにより硬度成分を分離させ、再生排水を排水管１９より排出させる。更に、押し出し工程として、原水を通水し、軟水器１、配管１２，１３や流入制御部１Ａ中に残留した食塩水を押し出し、排水管１９より排出する。その後、原水を配管１１、１２、軟水器１に流通させ、処理水を配管１３、１４の順に流通させる軟水製造運転に復帰する。
【００２６】
この軟水装置においては、軟水管理装置６が硬度成分のリークを検出した時点では筒体１ａ内のイオン交換樹脂Ｒはまだ破過していないので、この軟水管理装置が硬度成分を検知した時点で再生運転を行うことにより、処理水への硬度成分リークが確実に防止される。
【００２７】
図２は本発明の実施の形態に係る軟水装置の軟水器を示す断面図である。
【００２８】
この軟水器のケーシング２０内は、上下から互い違いに垂設及び立設された垂下壁３０及び立上壁３１によって樹脂充填室２１〜２６に区画されている。各樹脂充填室２１〜２６内にイオン交換樹脂Ｒが充填されている。図の左端側の樹脂充填室２１には原水の流入口３２が設けられ、右端側の樹脂充填室２６には軟水の流出口３３が設けられている。最終段の樹脂充填室２６と１つ手前の樹脂充填室２５との連通部付近に水質検査用水の取出口３４が設けられている。
【００２９】
この取出口３４から取り出された水質検査用水中の硬度成分が所定濃度以上になったときには、各室２１〜２６内に再生液を流通させてイオン交換樹脂Ｒを再生する。なお、取出口３４からの水質検査用水に硬度成分が検出された時点では、最終段の充填室２６内のイオン交換樹脂Ｒはまだ破過してないので、流出口３３からの軟水には硬度成分はリークしていない。
【００３０】
充填室２６内のイオン交換樹脂量はケーシング２０内の全体のイオン交換樹脂量の５〜４０体積％、好ましくは１０〜３０体積％とされる。
【００３１】
本発明において、軟水管理装置６としては、本出願人より先に特許出願した、軟水器からの軟水（処理水）の一部を分取する手段と、分取した軟水の水質を測定する測定手段とを有する軟水管理装置において、次のような構成を備える軟水管理装置（特願平１１−２２５４７６号）を採用するのが好ましい。
【００３２】
(1)  軟水の分取手段として、送水配管から分岐し、この分岐点よりも下流側において再び送水配管に合流する副配管と、該副配管の途中に設けられたポンプと、このポンプの吐出口又はそれよりも下流側の副配管から分岐した取出管とを備え、この取出管で取り出された水が測定手段に供給されるように構成された軟水管理装置。このような軟水管理装置であれば、送水配管内の軟水の一部をポンプによって副配管中に強制的に流通させ、このポンプよりも下流側の取出管から軟水を分取するため、送水配管内の水圧に関らず安定して軟水を分取することができる。また、このように取出管から分取する水量よりも過剰な軟水は、副配管から送水配管に戻されるので、軟水に無駄が生じない。
【００３３】
(2)  軟水の分取手段で分取した軟水を活性炭及びＭＦ（精密濾過）膜等の濾過膜を有する浄化手段によって浄化した後、測定手段に供給するように構成された軟水管理装置。このような軟水管理装置であれば、分取した軟水を浄化手段に通してから測定手段に供給するので、軟水中に錆片やイオン交換樹脂片が混在していてもこれらが浄化手段で除去され、測定手段に誤差が生じることが防止される。
【００３４】
(3)  軟水の分取手段で分取した水の温度を温度調整手段によって調整した後、測定手段に供給するように構成された軟水管理装置。このような軟水管理装置であれば、測定手段に対し所定温度の軟水を与えることにより、温度差に起因した測定誤差を防止することができる。この場合、この温度調整手段に比較標準液を供給し、温度調整手段によって比較標準液の温度を調整した後測定手段に供給することが好ましい。このようにすれば、比較標準液の温度も軟水と同温度となり、校正誤差を著しく小さくすることができる。
【００３５】
(4)  軟水の分取手段で分取した軟水を大気開放した水槽に導入し、この水槽内の水を測定手段に供給するように構成された軟水管理装置。このような軟水管理装置であれば、分取手段で分取した水を一旦大気開放した水槽に導入させ、ここにおいて溶存気体から生じる気泡を除去し、その後、水槽内の軟水を測定手段に供給するので、きわめて誤差の小さい水質測定データを得ることができる。この水槽に軟水を導入する際には、導入配管出口と水槽内の軟水が直接触れないように配置させることにより、硬度測定において外部ノイズの影響を防止できる。この場合、該水槽内の水を定量かつ定圧送水可能なポンプで測定手段に供給することにより、被測定水の流量や圧力の変動に起因した測定誤差を解消することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の軟水装置によれば、比較的簡易な構成により硬度成分のリークを解消することができる。
本発明によると、
(1)  軟水器のイオン交換樹脂の能力を最大限に活用することにより軟水の生産コストを最小にすることが出来る。
(2)  軟水器の間欠運転の運転開始時等に発生する硬度リークを、軟水器の流出部近傍のイオン交換樹脂でポリッシングして除去する事により、軟水貯槽への硬度成分流入を完全に防止できる。
(3)  処理水の頻繁な分析が不要で安心して自動運転をすることが出来るようになり軟水管理の省力化が可能となる。
(4)  軟水器を多室構造にすることにより軟水器を直列・並列に２台設置する場合、より安く硬度リークしない仕組みを実現できる。
等の種々の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例を示す系統図である。
【図２】  本発明の軟水装置の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  軟水器
１Ｖ  ケーシング
１ａ  筒体
１ｂ  集水部材
１ｃ  流入部
１ｅ  流出部
１ｆ  水質検査用水取出口
２  再生ユニット
３  制御装置
５  流量計
６  軟水管理装置
２０  ケーシング
２１〜２６  樹脂充填室
【図１】
0003899750.tif 000002
【図２】
0003899750.tif 000003