(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂筒４の上方に塩水タンク３を配置するとともに、この塩水タンク３の上方に原水タンク２を配置し、水頭差により前記塩水タンク３から塩水を前記樹脂筒４内へ流下させ、水頭差により前記原水タンク２から原水を前記樹脂筒４内および前記塩水タンク３内へ流下させることにより、再生処理を行うようにした軟水器において、前記原水タンク２から前記樹脂筒４へ至る原水ライン１２と並列に副原水ライン２１を設け、この副原水ライン２１に副原水ライン用開閉弁２２および流通抵抗部材２３を設け、前記塩水タンク３に接続した塩水流下ライン２５に塩水流下ライン用開閉弁２４を設け、前記塩水流下ライン２５の下流側端部を前記副原水ライン２１における前記副原水ライン用開閉弁２２と前記流通抵抗部材２３との間に接続したことを特徴とする軟水器。
【請求項２】
前記樹脂筒４に接続した軟水ライン１５に、軟水を軟水使用機器へ送る給水手段１６を設けたことを特徴とする請求項１に記載の軟水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原水中の硬度分を除去する軟水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ボイラには、缶体内壁面へのスケールの付着を防止するために、軟水器が接続されている。この軟水器は、イオン交換樹脂を用いて、原水中に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度分を除去するようになっている。
【０００３】
ところで、前記軟水器は、水道水との直結が禁止されているため、水道水を一度原水タンクに溜め、それを加圧ポンプで前記軟水器へ供給するようにしている。そして、前記軟水器の下流側には、軟水タンク，給水ポンプ，ボイラがこの順番に配置されており、軟水は前記軟水タンクに一度溜め、前記給水ポンプで前記ボイラへ供給するようにしている。したがって、これらの機器における給水配管等の施工工事に多大な手間を要するとともに、前記軟水器を耐圧性の高いものにする必要があった。
【０００４】
また、前記イオン交換樹脂の再生処理を行う場合、逆洗，再生，押出し，洗浄等の工程において、前記イオン交換樹脂を収容した樹脂筒内へ供給される水の圧力が変わると、水の供給量が変わる。すなわち、圧力が低いと、供給水量不足により前記イオン交換樹脂の再生不良が生じたり、逆に圧力が高いと、供給水量過多により余計な水を使用する場合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、軟水器の構成を簡単でコンパクトにし、給水配管等の施工工事の手間を低減するとともに、適切な供給水量によりイオン交換樹脂の再生処理を確実に行うことである。
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】
この発明は、前記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、樹脂筒の上方に塩水タンクを配置するとともに、この塩水タンクの上方に原水タンクを配置し、水頭差により前記塩水タンクから塩水を前記樹脂筒内へ流下させ、水頭差により前記原水タンクから原水を前記樹脂筒内および前記塩水タンク内へ流下させることにより、再生処理を行うようにした軟水器において、前記原水タンクから前記樹脂筒へ至る原水ラインと並列に副原水ラインを設け、この副原水ラインに副原水ライン用開閉弁および流通抵抗部材を設け、前記塩水タンクに接続した塩水流下ラインに塩水流下ライン用開閉弁を設け、前記塩水流下ラインの下流側端部を前記副原水ラインにおける前記副原水ライン用開閉弁と前記流通抵抗部材との間に接続したことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記樹脂筒に接続した軟水ラインに、軟水を軟水使用機器へ送る給水手段を設けたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明に係る軟水器は、原水タンク，塩水タンクおよび樹脂筒を備えている。この樹脂筒内には、イオン交換樹脂が収容されている。また、前記塩水タンクは、前記樹脂筒の上方に設けられ、前記塩水タンク内には、前記イオン交換樹脂を再生するための塩水が蓄えられている。そして、前記塩水タンクの上方には、前記原水タンクが設けられている。したがって、上下方向において、上方から前記原水タンク，前記塩水タンク，前記樹脂筒の順に配置され、これらの各機器の配置構成がよりスリムで設置スペースをとらない構成になっている。
【００１０】
前記原水タンクと前記樹脂筒の上部とは、原水ラインで接続され、前記樹脂筒の下部とボイラ等の軟水使用機器とは、軟水ラインで接続されている。この軟水ラインには、給水ポンプ等の給水手段が設けられている。したがって、通水工程においては、前記給水手段が稼動して前記原水タンク内の原水を吸引し、原水は、前記樹脂筒内へ下向流として流入し、前記イオン交換樹脂により硬度分が除去されて軟水となり、この軟水が、前記軟水ラインを通して前記軟水使用機器へ供給される。ここで、前記給水手段を設けずに、前記原水タンクの水頭差による圧力で前記軟水使用機器へ軟水を供給する構成にすることもできる。
【００１１】
また、前記軟水器は、水頭差により前記塩水タンクから塩水を前記樹脂筒内へ流下させ、水頭差により前記原水タンクから原水を前記樹脂筒および前記塩水タンク内へ流下させることにより、前記イオン交換樹脂の再生処理を行うようになっている。この再生処理は、逆洗工程，再生工程，押出し工程，洗浄工程および補水工程からなる。
【００１２】
まず、逆洗工程においては、水頭差により、前記原水タンクから原水を前記樹脂筒の下部へ向かって流下させた後、前記樹脂筒内を上向流として流通させ、前記イオン交換樹脂の層をほぐす。つぎに、再生工程においては、水頭差により、前記塩水タンクから塩水を塩水流下ラインを通して前記樹脂筒内へ流下させた後、前記樹脂筒内を下向流として流通させ、前記イオン交換樹脂の再生を行う。つぎに、押出し工程においては、水頭差により、前記原水タンクから原水を前記樹脂筒内へ流下させた後、前記樹脂筒内を下向流として流通させ、前記樹脂筒内の塩水を前記イオン交換樹脂から分離された硬度分といっしょに外部へ排出する。つぎに、洗浄工程においては、水頭差により、前記原水タンクから原水を前記樹脂筒内へ流下させた後、前記樹脂筒内を下向流として流通させ、前記樹脂筒内に残留する塩水および硬度分を外部へ排出する。さらに、補水工程においては、水頭差により、前記原水タンクから原水を前記塩水タンク内へ流下させる。
【００１３】
前記逆洗工程から前記補水工程までの一連の再生処理は、予め設定された前記イオン交換樹脂の再生時期になると自動的に行われるようになっている。また、前記逆洗工程から前記補水工程までの各工程は、予め設定された時間に基づいて時間制御される。
【００１４】
ところで、前記原水ラインと並列に副原水ラインが設けられており、この副原水ラインに副原水ライン用開閉弁および流通抵抗部材が設けられている。また、前記塩水流下ラインには塩水流下ライン用開閉弁が設けられ、前記塩水流下ラインの下流側端部が、前記副原水ラインにおける前記副原水ライン用開閉弁と前記流通抵抗部材との間に接続されている。この構成により、前記塩水流下ライン用開閉弁が、故障やゴミ噛み等により開状態のまま閉じなくなっても、前記塩水タンク内の塩水が、前記樹脂筒および前記軟水ラインを経由して前記軟水使用機器へ流入することがない。すなわち、前記流通抵抗部材の働きにより、前記副原水ライン内の原水は、水頭差により前記塩水流下ラインを経由して前記塩水タンク内へ流入し、前記塩水流下ラインを塩水が流下することがない。前記塩水タンク内へ流入した原水は、オーバーフローラインから外部へ排出される。
【００１５】
以上のように、前記構成によれば、従来の構成における加圧ポンプおよび軟水タンクが不要となり、簡単でコンパクトな構成にすることができるとともに、設置現場における給水配管等の施工工事の手間を大幅に低減することができる。また、簡単でコンパクトな構成になることにより、前記軟水器は、前記軟水使用機器と近接した状態で一体に構成することができ、その設置スペースを大幅に削減することができる。この場合、前記軟水器を予め前記軟水使用機器に配管で接続した構成で出荷することができ、設置現場における施工工事の手間をより一層低減することができる。
【００１６】
また、前記樹脂筒は、前記給水手段の吸込側に設置されるとともに、圧力として前記原水タンクの水頭差による圧力のみが作用するため、耐圧性の低いものにすることができる。
【００１７】
さらに、前記イオン交換樹脂の再生処理の際、前記原水タンクから前記樹脂筒内へ流入する原水は、その水頭差による圧力がほぼ一定のため、その単位時間当たりの流入量がほぼ一定となる。また、同様にして、前記塩水タンクから前記樹脂筒内へ供給される塩水量おいても、その単位時間当たりの供給量がほぼ一定となる。したがって、再生処理における前記樹脂筒内への供給水量に変動がなく、常に適切な供給水量により前記イオン交換樹脂の再生処理を確実に行うことができる。
【００１８】
【実施例】
以下、この発明に係る軟水器１の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図１〜図６は、前記軟水器１の概略構成を示す説明図であり、各処理工程ごとの通水状態を示している。
【００１９】
前記軟水器１は、原水タンク２，塩水タンク３および樹脂筒４を備え、上下方向において、上方から前記原水タンク２，前記塩水タンク３，前記樹脂筒４の順に配置されている。前記樹脂筒４内には、イオン交換樹脂５が一対の樹脂流出阻止部材６，６に挟持された形で収容されている。また、前記塩水タンク３内には、網状部材７の上にペレット状の塩８が多数収容されており、前記塩水タンク３内の下半分には、前記イオン交換樹脂５を再生するための塩水が蓄えられている。さらに、前記原水タンク２には、原水供給ライン９が接続されており、この原水供給ライン９は水道等から延長して引いてきている。そして、前記原水タンク２内には、補給水量を制御するボールタップ機構１０が設けられている。
【００２０】
つぎに、前記原水タンク２，前記塩水タンク３および前記樹脂筒４を接続する給水配管構成について説明する。前記原水タンク２と前記樹脂筒４の上部とが、第一開閉弁１１が設けられた原水ライン１２で接続されている。この原水ライン１２における前記第一開閉弁１１の上流側には、圧力センサ１３が設けられている。この圧力センサ１３は、前記原水ライン１２の圧力を検出して前記原水タンク２内の原水の有無を検出するものである。すなわち、予め設定された再生時刻になったとき、断水等により前記原水タンク２内が空であると、それを前記圧力センサ１３で検出して、前記イオン交換樹脂５の再生処理を行わないように制御し、断水等が解消されて前記原水タンク２内が原水で満たされると、それを前記圧力センサ１３で検出して、前記イオン交換樹脂５の再生処理を行うように制御する。
【００２１】
また、前記樹脂筒４の下部とボイラ等の軟水使用機器（図示省略）とが、第二開閉弁１４が設けられた軟水ライン１５で接続されている。この軟水ライン１５における前記第二開閉弁１４の下流側には、給水手段１６としての給水ポンプが設けられており、この給水手段１６の上流側および下流側に第一逆止弁１７および第二逆止弁１８がそれぞれ設けられている。
【００２２】
また、前記原水ライン１２における前記第一開閉弁１１の上流側から分岐させたバイパスライン１９が、前記軟水ライン１５における前記第二開閉弁１４と前記第一逆止弁１７との間に接続されている。前記バイパスライン１９には、第三開閉弁２０が設けられている。
【００２３】
また、前記原水ライン１２と前記バイパスライン１９との接続部から分岐させた副原水ライン２１が、前記樹脂筒４の上部に接続されている。すなわち、前記副原水ライン２１は、前記原水ライン１２と並列に設けられている。そして、前記副原水ライン２１には、上流側から順に副原水ライン用開閉弁としての第四開閉弁２２および流通抵抗部材としての第一オリフィス２３が設けられている。
【００２４】
また、前記塩水タンク３には、塩水流下ライン用開閉弁としての第五開閉弁２４が設けられた塩水流下ライン２５が接続されており、この塩水流下ライン２５の下流側端部は、前記副原水ライン２１における前記第四開閉弁２２と前記第一オリフィス２３との間に接続されている。したがって、前記塩水流下ライン２５は、前記副原水ライン２１を介して前記樹脂筒４の上部に接続されている。
【００２５】
また、前記副原水ライン２１と前記塩水流下ライン２５との接続部から分岐させた補水ライン２６が、前記塩水タンク３の補水部２７に接続されている。前記補水ライン２６には、上流側から順に第六開閉弁２８および第二オリフィス２９が設けられている。したがって、前記補水ライン２６の上流側端部は、前記副原水ライン２１および前記原水ライン１２を介して前記原水タンク２に接続されている。
【００２６】
さらに、前記樹脂筒４の上部には第一排水ライン３０が接続されており、この第一排水ライン３０には、上流側から順に第七開閉弁３１および第三オリフィス３２が設けられている。そして、前記軟水ライン１５における前記第二開閉弁１４の上流側において、第八開閉弁３３が設けられた第二排水ライン３４を接続している。したがって、この第二排水ライン３４は、前記軟水ライン１５の一部を介して前記樹脂筒４の下部に接続されている。また、前記原水タンク２には第一オーバーフローライン３５が設けられ、前記塩水タンク３には第二オーバーフローライン３６が設けられている。ところで、前記第一排水ライン３０および前記第二排水ライン３４の下流側端部は、前記樹脂筒４より上方で大気開放されている。これは、後述する洗浄工程等において、断水により前記原水タンク２内が空になっても、前記樹脂筒４内が水で満たされた状態になるようにし、前記樹脂筒４内へ空気が入らないようにするためである。
【００２７】
ここにおいて、前記各開閉弁は、前記塩水タンク３と前記樹脂筒４との間の空間において、同じ高さに並列状態で配置されており、１つの駆動手段（図示省略）により駆動される構成になっている。また、前記各ラインは、樹脂成形した１つの容器内に仕切りを設けることにより形成することができ、前記塩水タンク３および前記樹脂筒４を含めて一体に構成することができる。
【００２８】
以上のような構成において、前記軟水器１における処理工程について説明する。前記軟水器１の処理工程は、通水工程，逆洗工程，再生工程，押出し工程，洗浄工程および補水工程の各工程からなる。原水を軟水にする処理は、前記通水工程において行われ、予め設定された前記イオン交換樹脂５の再生時期になると、前記逆洗工程から前記補水工程までの一連の再生処理が行われるようになっている。また、前記逆洗工程から前記補水工程までの各工程は、予め設定された時間に基づいて時間制御される。ここで、図１〜図６では、前記各開閉弁のうち開状態にあるものは白抜きで、閉状態にあるものは黒塗りで示し、前記各ラインのうち流通状態にある部分は太線で、非流通状態にある部分は細線で示している。
【００２９】
まず、図１に示す前記通水工程においては、前記第一開閉弁１１，前記第二開閉弁１４および前記第四開閉弁２２が開状態であり、他の開閉弁は閉状態である。したがって、前記給水手段１６が稼動して前記原水タンク２内の原水を吸引すると、原水は、前記原水ライン１２および前記副原水ライン２１を通って前記樹脂筒４内へ流入し、前記樹脂筒４内を下向きに流れ、前記イオン交換樹脂５の働きにより、原水中のマグネシウムイオンやカルシウムイオン等の硬度分が除去されて軟水となり、この軟水は、前記軟水ライン１５を通って前記軟水使用機器へ供給される。
【００３０】
ところで、前記副原水ライン２１に前記第一オリフィス２３が設けられているので、前記塩水流下ライン２５における前記第五開閉弁２４が、故障やゴミ噛み等により開状態のまま閉じなくなっても、前記塩水タンク３内の塩水が、前記樹脂筒４および前記軟水ライン１５を経由して前記軟水使用機器へ流入することがない。すなわち、前記第一オリフィス２３が流通抵抗となるため、前記副原水ライン２１内の原水は、水頭差により前記塩水流下ライン２５を経由して前記塩水タンク３内へ流入し、前記塩水流下ライン２５を塩水が流下することがない。前記塩水タンク３内へ流入した原水は、前記第二オーバーフローライン３６から外部へ排出される。
【００３１】
つぎに、図２に示す前記逆洗工程においては、前記第二開閉弁１４，前記第三開閉弁２０および前記第七開閉弁３１が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記原水タンク２内の原水が、水頭差により流下し、前記原水ライン１２から前記バイパスライン１９および前記軟水ライン１５を経由して、前記樹脂筒４内へ下部から流入する。そして、原水は、前記樹脂筒４内を上向きに流れ、前記イオン交換樹脂５の層をほぐした状態にし、前記第一排水ライン３０から外部へ排出される。
【００３２】
ここで、前記第三開閉弁２０は、以下の各工程においては継続して開状態にしてあり、途中で前記軟水使用機器へ給水する必要が生じた場合に対応するために、原水を前記バイパスライン１９を経由して前記軟水使用機器へ給水可能にしている。よって、以下の各工程においては、前記第三開閉弁２０は開状態として説明を省略する。
【００３３】
つぎに、図３に示す前記再生工程においては、前記第五開閉弁２４および前記第八開閉弁３３が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記塩水タンク３内の塩水が、水頭差により流下し、前記塩水流下ライン２５を通って前記樹脂筒４内へ流入し、前記イオン交換樹脂５を再生する。
【００３４】
つぎに、図４に示す前記押出し工程においては、前記第四開閉弁２２および前記第八開閉弁３３が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記原水タンク２内の原水が、水頭差により流下し、前記原水ライン１２および前記副原水ライン２１を通って前記樹脂筒４内へ流入し、前記樹脂筒４内の塩水を前記イオン交換樹脂５から分離された硬度分といっしょに、前記第二排水ライン３４を通して外部へ押し出す。ここにおいて、前記副原水ライン２１には前記第一オリフィス２３が設けられているので、原水は前記樹脂筒４内を比較的ゆっくりと流れ、塩水を確実に押し出すようになっている。
【００３５】
つぎに、図５に示す前記洗浄工程においては、前記第一開閉弁１１，前記第四開閉弁２２および前記第八開閉弁３３が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記原水タンク２内の原水が、水頭差により流下し、前記原水ライン１２および前記副原水ライン２１から前記樹脂筒４内へ流入し、前記イオン交換樹脂５を洗浄して、前記樹脂筒４内に残留する塩水および硬度分を前記第二排水ライン３４を通して外部へ排出する。前記押出し工程と比較すると、前記原水ライン１２からも前記樹脂筒４内へ原水が流入するので、原水は前記樹脂筒４内を比較的速く流れる。
【００３６】
さらに、図６に示す前記補水工程においては、前記第一開閉弁１１，前記第四開閉弁２２および前記第六開閉弁２８が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記原水タンク２内の原水が、水頭差により流下し、前記原水ライン１２，前記副原水ライン２１および前記補水ライン２６を通って前記塩水タンク３内の前記補水部２７へ所定量流入する。
【００３７】
以上のようにして、前記イオン交換樹脂５の再生処理が完了する。
【００３８】
前記構成によれば、前記樹脂筒４の上流側に前記原水タンク２を設けることにより、前記原水供給ライン９と前記樹脂筒４とを直結しない構成になっている。また、前記軟水器１全体の構成が簡略化されるているので、コンパクトで省スペースの装置となっているとともに、設置現場における給水配管等の施工工事の手間が大幅に低減される。特に、前記軟水器１を前記軟水使用機器と近接した状態で一体に構成すると、前記軟水器１を予め前記軟水使用機器に配管で接続した構成で出荷することができ、この場合、設置現場における給水配管の施工工事は、前記原水供給ライン９の接続のみでよくなる。
【００３９】
また、前記構成によれば、前記樹脂筒４は、前記給水手段１６の吸込側に設置されるとともに、圧力として前記原水タンク２の水頭差による圧力のみが作用するため、耐圧性の低いものにすることができる。
【００４０】
さらに、前記イオン交換樹脂５の再生処理の際、前記原水タンク２から前記樹脂筒４内へ流入する原水は、その水頭差による圧力がほぼ一定のため、その単位時間当たりの流入量がほぼ一定となる。また、同様にして前記塩水タンク３から前記樹脂筒４内へ供給される単位時間当たりの塩水量もほぼ一定である。したがって、再生処理における前記樹脂筒４内への供給水量に変動がなく、常に適切な供給水量により、前記イオン交換樹脂５の再生処理を再生不良を起こすことなく確実に行うことができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、軟水器を簡単でコンパクトな構成にすることができるとともに、設置場所における給水配管等の施工工事の手間を大幅に低減することができる。また、常に適切な供給水量によりイオン交換樹脂の再生処理を確実に行うことができる。さらに、塩水流下ライン用開閉弁が故障やゴミ噛み等により開状態のまま閉じなくなっても、塩水タンク内の塩水が軟水使用機器へ流入するのを確実に防止することができる。
【００４２】
また、請求項２に記載の発明によれば、樹脂筒を耐圧性の低いものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る軟水器の一実施例における通水工程の状態を示す説明図である。
【図２】この発明に係る軟水器の一実施例における逆洗工程の状態を示す説明図である。
【図３】この発明に係る軟水器の一実施例における再生工程の状態を示す説明図である。
【図４】この発明に係る軟水器の一実施例における押出し工程の状態を示す説明図である。
【図５】この発明に係る軟水器の一実施例における洗浄工程の状態を示す説明図である。
【図６】この発明に係る軟水器の一実施例における補水工程の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２  原水タンク
３  塩水タンク
４  樹脂筒
１２  原水ライン
１５  軟水ライン
１６  給水手段
２１  副原水ライン
２２  副原水ライン用開閉弁（第四開閉弁）
２３  流通抵抗部材（第一オリフィス）
２４  塩水流下ライン用開閉弁（第五開閉弁）
２５  塩水流下ライン
【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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