(57)【要約】      （修正有）【課題】軟水器の塩水タンク内での塩の溶解速度が低下することを防止し、濃度の高い塩水によって軟水器の再生を行うことができる軟水器の提供。【解決手段】イオン交換樹脂層に原水を通水することで原水中の硬度成分をイオン交換樹脂層に取り込ませて軟水を採水するようにしている軟水器であって、イオン交換樹脂を再生するための塩水をためておく塩水タンク１を持ち、塩水タンク１内に塩４と水を投入することにより塩水タンク１内で塩水を製造するようにしている軟水器において、塩水タンク１内の底部には、表面及び内部に多くの隙間を持った水流動可能物体を敷く。この水流動可能物体は、表面及び内部に持たせている隙間の割合が、粒径２ｍｍの粒を堆積した場合に粒層内にできる隙間の割合よりも大きなものとし、例えば平均粒径が２ｍｍよりも大きな砕屑物の層によって形成している軟水器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂層に原水を通水することで原水中の硬度成分をイオン交換樹脂層に取り込ませて軟水を採水するようにしている軟水器であって、イオン交換樹脂を再生するための塩水をためておく塩水タンクを持ち、塩水タンク内に塩と水を投入することにより塩水タンク内で塩水を製造するようにしている軟水器において、前記塩水タンク内の底部には、表面及び内部に多くの隙間を持った水流動可能物体を敷いていることを特徴とする軟水器。
【請求項２】
請求項１に記載の軟水器において、前記の水流動可能物体は、表面及び内部に持たせている隙間の割合が、粒径２ｍｍの粒を堆積した場合に粒層内にできる隙間の割合よりも大きなものとしていることを特徴とする軟水器。
【請求項３】
請求項１に記載の軟水器において、前記の水流動可能物体は平均粒径が２ｍｍよりも大きな砕屑物の層であることを特徴とする軟水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン交換樹脂層に原水を通水することで原水中の硬度成分をイオン交換樹脂層に取り込ませて軟水を採水するようにしている軟水器であって、イオン交換樹脂を再生するための塩水をためておく塩水タンクを持ち、塩水タンク内に塩（一般的には原塩）と水を投入することにより塩水タンク内で塩水を製造するようにしている軟水器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常の水中にはカルシウムやマグネシウムなどの硬度成分が溶解しており、硬度成分を含んだ水を蒸気ボイラに供給していると、ボイラ内で水の濃縮が進み、硬度成分が析出することになる。そのためボイラには、軟水器を用いて水中の硬度成分を除去した軟水を供給するようにしている。軟水器は、イオン交換樹脂を充填した樹脂筒内で原水をイオン交換樹脂に接触させ、水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンをイオン交換樹脂に取り込ませるものである。イオン交換樹脂層にカルシウムイオンやマグネシウムイオンを持った原水を通すと、イオン交換樹脂は持ってい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ため、硬度成分が取り除かれた軟水を採水することができる。
【０００３】
なお、イオン交換樹脂が取り込むことのできる硬度成分の量には限界があるが、イオン交換樹脂を再生することで、硬度成分の原水中からの除去を繰り返し行うことができる。
イオン交換樹脂の再生は、イオン交換樹脂層に塩水を通すことで行う。イオン交換樹脂は塩水に接すると、採水時に取り込んでいた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。再生を行うことで硬度成分を放出させたイオン交換樹脂は、硬度成分を取り込む能力が回復しているため、イオン交換樹脂層に原水を通すと、イオン交換樹脂は再び硬度成分を取り込むことができる。軟水器では、イオン交換樹脂の硬度成分除去能力が低下する前に再生を行うようにすることで、軟水を継続して採水することができる。軟水の採水可能量はイオン交換樹脂の容量と原水の水質によって定まるものであり、再生は定期的に行うようにしている。採水量の少ない軟水器では週１回の再生、採水量の多い軟水器では毎日の再生など、再生周期は軟水器の設置環境に応じて定めておく。
【０００４】
イオン交換樹脂の再生に使用する塩水は、実開平４−８１６９４号公報に記載があるように、塩水タンクに固形の塩と水を入れておき、塩水タンク内で飽和濃度になるまで塩を溶解させる。ここで使用される塩は、天日塩を砕いた原塩（粉砕塩）や、精製後に粒径３ｍｍ程度もしくはそれ以上の粒に固めた造粒塩などが使用される。食塩や並塩（平均粒径０．４ｍｍ）であってもよいが、粒径の小さな塩の場合は塩粒層が一体化して塩粒層内を水が抜けなくなると、塩水濃度が上がりにくくなるため、粒径の大きな塩が多く利用されている。再生に使用する塩水は、濃度が低いと再生が不十分になるため、塩水タンクには十分な量の塩を入れておく必要がある。再生を自動で行うようにしている軟水器であれば、塩の残量を確認して塩の補給さえ行っておけば、後の操作は不要である。
【０００５】
しかし、塩水タンク内に十分な量の塩を入れていても、十分な濃度の塩水を得ることができないことがあった。塩は、塩水タンクの上部から投入するようにしており、塩水タンク内の底部、あるいは塩水タンク内の途中に設けた塩棚の上に堆積させる。堆積させた塩が浸かる高さまで水を入れて収容した塩に水を接触させることで、塩は自然に溶けるために塩水を得ることができる。塩は顆粒状であり、特に原塩は粒径が大きいため、堆積した塩粒の層の中には多数の隙間があり、その隙間に水が入り込むことで塩粒と水の接触面が大きくなる。そのため、塩の層を撹拌するなど溶解のための操作を行わなくても、ある程度の時間があれば飽和濃度の塩水を得ることができる。
【０００６】
塩の粒径が大きい場合には、塩粒同士の間にできる隙間は大きくなるため、塩粒の層内に水の流れができ、塩を溶解する作用も大きくなる。しかし、塩粒の溶解が進むことで塩粒の粒径が小さくなり、塩粒の層が沈降していくと、塩粒間の隙間が小さくなっていく。そうなった場合、塩粒層内での水の流量は減少し、特に塩水タンク内の底部に塩を堆積させている場合には、タンク内底部での水の流れがほぼ無くなることで塩の溶解速度が低下するということがあった。軟水器の再生周期が短い場合、再生から次回の再生までの塩溶解期間に塩水の濃度が必要な値まで上昇しないことがあり、その場合には再生時に濃度の低い塩水しか送られず、再生が不十分となる。塩水濃度が十分に上昇していない場合、イオン交換樹脂の再生が不完全となってイオン交換樹脂の能力回復が不十分になると、次回の採水時に硬度成分量の多い水が採水される硬度リークが発生するということになる。
【０００７】
また、塩棚の上に塩を乗せ置いた場合、塩棚の上で塩橋が発生することがある。塩表面が水面より高い位置にあると、湿潤した塩が乾燥することで塩表面が繋がった状態で固化し、固化した塩が塩水タンク内面に支持されて落ちなくなることで塩橋が発生する。塩橋ができ、塩層下部の水が来る高さまでの部分では、塩の層は水に溶けることで空洞となり、塩水タンク内では水のこない上部にのみ塩が存在する状態になると、塩水タンク内に塩はあっても塩は水に接していないので水には溶けないため、この場合にも塩水の濃度が上昇しなくなる。さらに塩棚を設置している塩水タンクでは、小さくなった塩粒が塩棚にある開口部から塩水タンク内底部へ落下して、底部にたまることがある。その場合、塩棚が破損しているように見え、見た目的に悪くなるということもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平４−８１６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、軟水器の塩水タンク内での塩の溶解速度が低下することを防止し、濃度の高い塩水によって軟水器の再生を行うことができるようにしている軟水器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
イオン交換樹脂層に原水を通水することで原水中の硬度成分をイオン交換樹脂層に取り込ませて軟水を採水するようにしている軟水器であって、イオン交換樹脂を再生するための塩水をためておく塩水タンクを持ち、塩水タンク内に塩と水を投入することにより塩水タンク内で塩水を製造するようにしている軟水器において、前記塩水タンク内の底部には、表面及び内部に多くの隙間を持った水流動可能物体を敷く。水流動可能物体は、表面及び内部に持たせている隙間の割合が、粒径２ｍｍの粒を堆積した場合に粒層内にできる隙間の割合よりも大きなものとし、例えば平均粒径が２ｍｍよりも大きな砕屑物の層によって形成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明を実施することで、塩水タンク内の塩粒層内での水の流動量が少なくなって塩の溶解速度が低下するということを防止でき、濃度の高い塩水を製造することができるため、軟水器の再生が不十分となることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例における軟水器の塩水タンク部分での断面図
【図２】従来の軟水器の塩水タンク部分での断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例における軟水器の塩水タンク部分での断面図、図２は従来の軟水器における塩水タンク断面図である。図は、塩水タンク１内に縦長な円筒形の樹脂筒２を収容し、樹脂筒２の上部にコントロールバルブ３を乗せ置いた構成の軟水器である。樹脂筒２は内部にイオン交換樹脂を充填したものであり、コントロールバルブ３を通して樹脂筒２内へ原水を供給する。コントロールバルブ３は複数のバルブを組み合わせたものであり、原水の樹脂筒２内への供給、樹脂筒２内からの軟水の取り出し、塩水タンク１内への塩水作成用原水供給、塩水タンク１から塩水を取り出しての樹脂筒２への供給、樹脂筒２内への洗浄用水の供給、樹脂筒２内からの再生使用済みの塩水や洗浄排水の取り出しなどを行う。塩水タンク１内の底部に近い箇所には塩水ピックアップ５を設置し、塩水ピックアップ５と接続した塩水取り出し管８の他端はコントロールバルブ３と接続する。
【００１４】
樹脂筒２内に充填したイオン交換樹脂は、原水中に溶け込んでいるカルシウムやマグネシウムなどの硬度成分を除去するものである。軟水器で軟水の採水を行う場合は、イオン交換樹脂を充填した樹脂筒内へ原水を供給し、原水をイオン交換樹脂に接触させ、水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンをイオン交換樹脂に取り込ませる。イオン交換樹脂層にカルシウムイオンやマグネシウムイオンを持った原水を通すと、イオン交換樹脂が持ってい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ため、硬度成分が取り除かれた軟水を採水することができる。
【００１５】
ただし、イオン交換樹脂が取り込むことのできる硬度成分の量には限界があり、イオン交換樹脂が取り込んでいる硬度成分の量が限界に近づくと、硬度成分を含んだ水が軟水器から取り出されることになる。その場合、イオン交換樹脂の再生を行うことで能力を回復させることが必要となるため、軟水器ではイオン交換樹脂の再生を定期的に行う。再生は採水量に比例して行うようにしており、採水量の少ない軟水器であれば週に１回再生するとか、採水量の多い軟水器であれば毎日再生するように設定しておく。
【００１６】
イオン交換樹脂の再生は、イオン交換樹脂層に塩水を通すことで行う。イオン交換樹脂は塩水に接すると、採水時に取り込んでいた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。イオン交換樹脂内から硬度成分を取り除いておくと、イオン交換樹脂は再び硬度成分を取り込むことができるようになるため、軟水器では定期的に再生を行うことで軟水を継続して採水することができる。
【００１７】
そのため軟水器には塩水タンク１を設置しておき、軟水器で採水を行っている間に塩水の準備を行う。小型の軟水器では、塩水タンク１と樹脂筒２を一体化することが広く行われており、その場合には図に記載しているように塩水タンク１内に樹脂筒２を設置する。軟水器に用いる塩４としては原塩や造粒塩が一般的であり、塩水タンク１の上部に設けている塩投入口７から塩４を投入し、塩水タンク内の底部に塩４を堆積させておく。その際、塩水タンク１の底部には水流動可能物体として砂利６を敷いておく。砂利６は、粒径３ｍｍの造粒塩を投入して堆積した場合に塩粒層内でできる隙間と同程度から粒径３ｍｍの造粒塩による隙間よりも隙間率の大きなものとする。つまり、粒の直径が２ｍｍ程度よりも大きな砕屑物を指すレキ（一般的には砂利、粒径１ｍｍ程度より小さいものを指す砂よりは大きなもの）を塩水タンク底部に敷いておき、塩４は砂利６の上に堆積させる。砂利６は塩４よりも比重が重いため、塩は常に砂利の上に堆積される。塩水の製造は、塩水取り出し管を通して塩水タンク１内に原水を供給しておき、塩水タンク１内で塩と水を接触させることによって自然に塩を溶かすことで行う。
【００１８】
粒の大きな原塩や造粒塩は、粒同士の間に隙間ができるため、水がその隙間を流れることで塩の溶解が促進される。しかし、原塩や造粒塩も溶解が進むと粒の径は小さくなり、原塩等の層は沈降していくと、粒の間にあった隙間は小さくなる。そのため、図２に記載しているように、塩水タンク底板上に直接原塩を堆積させていた塩水タンクでは、微細な粒が塩水タンクの底部に堆積すると、塩水タンクの底部では水の流れが止まり、塩の層内を流れる水量が減少するため、塩の溶解速度が低下することになっていた。そして塩の溶解速度が低下すると、再生間隔が短い場合には次回の再生までに塩の溶解が間に合わず、再生時に濃度の低い塩水が供給されることがあった。塩水の濃度が不足した状態で再生を行ったことにより、能力が十分に回復しなかった場合、次回の採水時に短時間で硬度漏れを起こすことになってしまい、硬度の高い水が供給されることになる。
【００１９】
しかし本発明では、塩水タンクの底板上に砂利６を敷き詰めておき、その上に塩を堆積させるようにしている。この場合、塩の粒が小さくなっても砂利６の層は隙間が多くあるために水の流れが遮られることはない。そのために、塩水タンク内底部での水の流れが維持され、水の流れが塩の溶解を促進するため、塩分濃度の高い塩水を得ることができる。この時の砂利６は、粒径が１ｍｍ以下の小さな砂であると、水の流れがなくなる。粒径が２ｍｍ以上の砂利であり、粒径の小さな砂は少し含む程度であれば水の流れを維持できる。
【００２０】
また、塩水タンクの底部に砂利等を敷く構成とした場合、塩水タンク内に塩棚を設置している場合にも効果がある。塩棚は水を通すために穴を開けているが、その開口から塩が落下すると、塩水タンクの底部に塩粒が堆積することになり、見た目が悪くなる。塩水タンクの底部に砂利等を敷いておくと、塩棚から落下した塩粒は砂利等に隠れるために見た目が悪くなることもない。
【００２１】
なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  塩水タンク    
２  樹脂筒
３  コントロールバルブ
４  塩
５  塩水ピックアップ
６  砂利
７  塩投入口
８  塩水取り出し管
９  塩棚
【図１】
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【図２】
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