(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水がなされることにより、内部に流入した水を処理して下流側に流出させるように構成された水処理槽と、
この水処理槽への通水が所定時間以上にわたって停止されたときに、前記水処理槽内の洗浄処理を実行させる制御を行なう制御手段と、
を備えている、水処理装置であって、
前記制御手段は、前記水処理槽内に存在する水のうち、最も長時間にわたって存在する水の滞留時間が所定時間に達したときに、前記洗浄処理を実行させるように構成されていることを特徴とする、水処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記水処理槽内への通水がなされる都度、前記水処理槽内に新たに流入した水の量とその入水時刻とを管理するとともに、前記通水がなされる前から前記水処理槽内に存在していた水の残量を判断し、前記水処理槽内に存在すると判断される水の入水時刻のうち、最も早い入水時刻から所定時間が経過したときに、前記水処理槽内の洗浄処理を実行させるように構成されている、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記水処理槽を複数のエリアに仮想的に分割し、かつ前記水処理槽への通水によって新たに流入する水の量、前記通水がなされる前から存在していた水の残量、およびそれら水の入水時刻の管理は、前記複数のエリアを単位として行なうように構成されている、請求項２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記洗浄処理は、前記水処理槽内に存在する水の全量が新たな水と入れ替わるように行なわれる構成とされている、請求項１ないし３のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項５】
前記水処理槽は、水の軟水化処理を行なう軟水化処理槽、水の浄化処理を行なう浄化処理槽、およびイオン水を生成するイオン水生成処理槽のいずれか、またはこれらのうちの少なくとも２つを複合させたものである、請求項１ないし４のいずれかに記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水などの水の軟水化処理、清浄化処理、あるいはイオン水生成処理などの所定の処理を行なうのに用いられる水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、軟水装置は、イオン交換樹脂が容器内に収容された構成の軟水化処理槽を有しており、この軟水化処理槽に通水を行なわせることにより、軟水化された水を得ることができる。このような軟水装置においては、軟水化処理槽への通水が停止されている期間中においても、軟水化処理槽内には水が存在している。その一方、軟水化処理槽に水が長時間にわたって滞留すると、イオン交換樹脂からの溶出物に起因して水質が低下する場合がある。このため、長時間にわたって通水がなされず、軟水化処理槽内に一定の水が残留したままになることは、余り望ましいものではない。
【０００３】
そこで、従来においては、軟水化処理槽への通水がなされない状態が所定時間以上継続すると、その時点で軟水化処理槽の洗浄処理を行なわせる手段がある（たとえば、特許文献１を参照）。この手段においては、たとえば図８に示すように、スタート時刻ｔ０後の適当な時刻ｔ１に軟水化処理槽９０への通水がなされ、かつその後に通水がなされない場合には、たとえば時刻ｔ１から２４時間経過後の時刻ｔ２に洗浄処理が開始される。
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、不具合を生じる場合があった。
【０００５】
すなわち、図８に示した時刻ｔ１の通水時において、その通水量が軟水化処理槽９０の容量以上である場合には、この軟水化処理槽９０内の当初の水Ｗ０の全量が新たな水Ｗ１と入れ替わることとなり、この場合には後述する不具合は生じない。ところが、軟水化処理槽９０への通水のなされ方は様々であり、たとえば図９に示すように、軟水化処理槽９０の容量が１０Ｌであるのに対し、時刻ｔ１における通水量が８Ｌの場合がある。このような通水がなされた場合、軟水化処理槽９０内には、その通水量と同等量の新たな水Ｗ１が存在し、かつ当初の水Ｗ０が２Ｌ残存する。このため、時刻ｔ１から２４時間経過後の時刻ｔ２に洗浄処理がなされるとしても、前記した２Ｌの水Ｗ０は、符号Ｐａで示す期間においては、もはや時刻ｔ０から２４時間以上経過したものとなる。その一方、符号Ｐａで示した期間に通水がなされる場合がある。したがって、この通水時には、前記した２Ｌの水Ｗ０が軟水化処理槽９０の下流側に流出することとなる。このように、前記従来技術においては、軟水化処理槽９０内に、本来予定している時間以上の長期にわたって滞留する水が含まれ、かつこれが正規の処理水と同一経路で流出する場合がある。このような事態は、軟水装置を衛生に優れたものとして、ユーザに大きな安心感を与える観点からすると、できる限り解消することが望まれる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３５２５８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、軟水化処理あるいはその他の処理を行なう水処理槽内に、長時間にわたって滞留したままの水が発生しないようにし、衛生などの観点からユーザに大きな安心感を与えることが可能な水処理装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明により提供される水処理装置は、通水がなされることにより、内部に流入した水を処理して下流側に流出させるように構成された水処理槽と、この水処理槽への通水が所定時間以上にわたって停止されたときに、前記水処理槽内の洗浄処理を実行させる制御を行なう制御手段と、を備えている、水処理装置であって、前記制御手段は、前記水処理槽内に存在する水のうち、最も長時間にわたって存在する水の滞留時間が所定時間に達したときに、前記洗浄処理を実行させるように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、単に通水時を基準として通水停止時間が所定時間以上になったときに洗浄処理を行なっていただけの従来技術とは異なり、水処理槽内には、所定時間以上に長く滞留する水が存在しなくなり、そのような水が正規の処理水と同一の流出経路で流出されないようにすることができる。したがって、従来技術よりも水処理装置を衛生に優れたものとし、ユーザに大きな安心感を与えることができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御手段は、前記水処理槽内への通水がなされる都度、前記水処理槽内に新たに流入した水の量とその入水時刻とを管理するとともに、前記通水がなされる前から前記水処理槽内に存在していた水の残量を判断し、前記水処理槽内に存在すると判断される水の入水時刻のうち、最も早い入水時刻から所定時間が経過したときに、前記水処理槽内の洗浄処理を実行させるように構成されている。
【００１２】
このような構成によれば、水処理槽内に最も長時間にわたって存在する水の滞留時間が所定時間に達したときに洗浄処理を行なわせる制御が、簡易な処理によって的確に実行可能となる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御手段は、前記水処理槽を複数のエリアに仮想的に分割し、かつ前記水処理槽への通水によって新たに流入する水の量、前記通水がなされる前から存在していた水の残量、およびそれら水の入水時刻の管理は、前記複数のエリアを単位として行なうように構成されている。
【００１４】
このような構成によれば、通水時に流入する水の量やその他の上記した項目を求める際の演算が簡略化され、制御手段の処理をより一層容易にすることができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記洗浄処理は、前記水処理槽内に存在する水の全量が新たな水と入れ替わるように行なわれる構成とされている。
【００１６】
このような構成によれば、水処理槽内での滞留時間が長い水を水処理槽の外部に排除することが確実化される。また、洗浄処理を行なうことによって水の全量入れ替えを行なうと、その後は全て新たな水となるために、次の洗浄処理までの期間を長くすることができ、洗浄処理回数を少なくする効果も得られる。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記水処理槽は、水の軟水化処理を行なう軟水化処理槽、水の浄化処理を行なう浄化処理槽、およびイオン水を生成するイオン水生成処理槽のいずれか、またはこれらのうちの少なくとも２つを複合させたものである。
【００１８】
このように、本発明においては、水の軟水化処理を行なうための水処理装置（軟水装置）に限定されるものではなく、前記したような水処理槽を備えた水処理装置として構成することができる。もちろん、前記した水処理槽の内容は、例示であり、前記以外の水処理を行なうものとすることもできる。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本発明が適用された軟水装置の一例を示している。本実施形態の軟水装置Ａは、軟水化処理槽１、複数の流水路２ａ〜２ｄ、および制御部３を備えている。
【００２２】
軟水化処理槽１は、容器１０内に水の軟水化を図るためのイオン交換樹脂（図示略）が収容された構成を有しており、容器１０内に連通する２つの通水口１１Ａ，１１Ｂを有している。この軟水化処理槽１においては、図１に示すように、通水口１１Ａに水が供給されると、この水は容器１０内を下向きに進行して容器１０内の底部に到達し、その後は容器１０内に挿入されている管状部材１３内を上向きに通過して通水口１１Ｂに到達する。むろん、本発明においては、２つの通水口１１Ａ，１１Ｂをともに軟水化処理槽１の下部に設けたり、あるいはたとえば上下に分離させて設けた構成とすることもできる。また、軟水化処理槽１内における通水方向を、本実施形態とは反対方向にすることもできる。
【００２３】
流水路２ａ〜２ｅは、いずれも適当な配管部材を用いて構成されている。これらのうち、流水路２ａ〜２ｃのそれぞれの一端は、入水口２０ａ、出水口２０ｂ、および排水口２０ｃとされている。流水路２ａ，２ｂの他端は、軟水化処理槽１の通水口１１Ａ，１１Ｂに接続され、かつ流水路２ｃの他端は、流水路２ａの途中箇所に接続されている。流水路２ｄは、流水路２ａ，２ｂに跨がったバイパス経路として設けられている。流水路２ｅは、流水路２ｂに対して再生剤タンク４を接続している。この再生剤タンク４は、軟水化処理槽１内のイオン交換樹脂用の再生剤、およびその水溶液を貯留しておくためのものであり、イオン交換樹脂のイオン交換能力が低下した場合には、後述する開閉バルブＶ５を開状態とすることにより、前記再生剤の水溶液を軟水化処理槽１内に供給可能である。
【００２４】
流水路２ａ〜２ｅには、図面に示すように、開閉バルブＶ１〜Ｖ５、および流量センサＳａ，Ｓｂが設けられている。この軟水装置Ａにおいては、開閉バルブＶ１〜Ｖ５を制御することにより、次に述べるように、水の軟水化処理と、軟水化処理槽１の洗浄処理とを選択的に実行可能な構成とされている。すなわち、開閉バルブＶ１，Ｖ２のみを開状態にした場合には、図１の太線で示す経路で水が進行し、軟水化処理が可能である。この軟水化処理では、入水口２０ａに供給された水が軟水化処理槽１内（イオン交換樹脂の収容部分）を下向きに進行して軟水化処理がなされ、この軟水化処理された水が出水口２０ｂに到達する。流量センサＳａは、この軟水化処理時における通水量（通水の有無も含む）を判断するのに役立つ。これに対し、開閉バルブＶ２〜Ｖ４のみを開状態にした場合には、図２の太線で示す経路で水が進行し、軟水化処理槽１の洗浄処理が可能である。この洗浄処理では、入水口２０ａに供給された水は、軟水化処理槽１内を前記とは反対向きに進行して排水口２０ｃに到達する。流量センサＳｂは、この洗浄処理時の通水量を判断するのに役立つ。また、本実施形態における洗浄処理は、軟水化処理槽１内に存在する水の全量が新たな水と入れ替わるように行なわれる。
【００２５】
制御部３は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されており、現在時刻などを判断可能な時計機能をも有している。この制御部３は、軟水装置Ａの各部の動作制御やデータ処理を実行するが、後述するように、軟水化処理槽１内に存在する水のうち、最も長時間にわたって存在する水の滞留時間を判断可能であり、かつこの滞留時間が所定時間（たとえば２４時間）に達したときには、軟水化処理槽１内の洗浄処理を実行させるように構成されている。
【００２６】
前記した制御部３によって実行される制御の内容について、図３および図４を参照して説明する。図３に示す制御は、理解を容易にするため、図９に示した従来技術に対応させた簡単な内容としている。図３において、軟水化処理槽１の容量は、たとえば１０Ｌである。時刻ｔ０において水Ｗ０が新たに収容されている初期状態において、時刻ｔ１に８Ｌの通水量があると、制御部３は、その時点で軟水化処理槽１内には当初の水Ｗ０が２Ｌ残存していることを演算する。この演算は、流量センサＳａからの検出信号、および制御部３のメモリに予め記憶されている軟水化処理槽１の容量のデータに基づいて行なう。その後、軟水化処理槽１内への通水が停止されたまま、時刻ｔ３となり、水ＷＯの滞留時間が予め設定された時間（たとえば２４時間）に達すると、制御部３は、その時点で洗浄処理を開始させる。この洗浄処理は、従来技術とは異なり、通水時刻ｔ１から２４時間が経過する前に行なわれる。前記したような一連の制御によれば、軟水化処理槽１内には２４時間以上にわたって滞留した水が存在しないこととなり、そのような水が本来の処理水と同一経路を通過して出水口２０ｂから流出することが無くなる。
【００２７】
図４に示す制御は、先の図３の場合よりも通水回数が多くされているが、その基本的な内容は、図３の場合と同様である。すなわち、図４においては、軟水化処理槽１に新たな水が充填されたスタート時を時刻０：００としており、その後時刻１：００，１５：００，および１８：００に通水がなされて、それぞれ８Ｌの水Ｗ１、４Ｌの水Ｗ２、および２Ｌの水Ｗ３が流入した場合を示している。この場合、制御部３は、そのような通水がなされる都度、軟水化処理槽１に新たに入水した水の量とその入水時刻を管理するとともに、通水前から軟水化処理槽１内に存在していた水の残量を演算している。このことにより、たとえば時刻１８：００の入水が完了した時点では、軟水化処理槽１内には水Ｗ１が４Ｌ存在しているものと制御部３は判断する。すると、この制御部３は、水Ｗ１の入水時刻１：００から２４時間経過後の時刻２５：００になった時点で、軟水化処理槽１の洗浄処理を開始させる。その結果、やはり図３に示した場合と同様に、軟水化処理槽１内には２４時間以上にわたって滞留し続ける水は存在しないこととなる。洗浄処理が、たとえば時刻２５：０５に終了すると、制御部３はその時点で時刻を０：００にリセットし、先に述べたような一連の処理を繰り返すこととなる。
【００２８】
図７のフローチャートは、前記したような制御を実現するための制御部３の動作処理手順の一例を示している。なお、この動作処理手順においては、図５に示すように、軟水化処理槽をＮ個のエリアＡＲ（ＡＲ1〜ＡＲN）に仮想的に等分割したデータ１’が概念的に用いられる。このデータ１’において、通水方向は、エリアＡＲ1からエリアＡＲNに向かう方向である。これらのエリアＡＲ1〜ＡＲNへのそれぞれの通水時刻は、Ｔ1〜ＴNである。軟水化処理槽１の容量は、Ｌである。したがって、各エリアＡＲの個々の容量は、Ｌ／Ｎである。
【００２９】
図７に示すように、制御部３は、基本的には、後述する処理によってエリアＡＲNへの通水時刻ＴNを求めており、この通水時刻ＴNからたとえば２４時間が経過すると、その時点で洗浄処理を開始させるようになっている（Ｓ１：ＹＥＳ，Ｓ２）。ここで、通水時刻ＴNは、次のような一連の手順により求められる。すなわち、軟水化処理槽１が通水中であると、制御部３は、流量センサＳａからの信号に基づいてその通水量を積算する（Ｓ３：ＹＥＳ，Ｓ４）。前記通水が停止すると、その時点でＸの値が、Ｘ＝通水量÷（Ｌ／Ｎ）の式により求められる（Ｓ５：ＹＥＳ，Ｓ６）。このＸの値は、通水により新たに流入した水が占めるエリアＡＲの数である。好ましくは、Ｘの値は、小数点以下を切り捨てる。このような切り捨てを行なうと、新たな水が占めるエリアＡＲの数が不当に多くならないようにし、通水前に存在していた水の量が本来の値よりも少なく判断される虞をなくすことができる。
【００３０】
制御部３は、前記したＸの値を求めた後には、ＸがエリアＡＲの数よりも小さいか否かを判断する（Ｓ７）。ここで、Ｘ＜Ｎでない場合には、軟水化処理槽１内の全ての水が新たな水と入れ替わったことを意味する。制御部３は、この場合には全ての通水時刻Ｔ（Ｔ1〜ＴN）を現在の時刻とし（Ｓ７：ＮＯ，Ｓ１６）、その後は先に述べたステップＳ１に移行する。
【００３１】
一方、前記とは異なり、ステップＳ７において、Ｘ＜Ｎの場合、すなわち軟水化処理槽１内の全ての水が入れ替わったのではなく、一部のエリアＡＲの水のみが入れ替わったと判断される場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、ｎ＝Ｎと置いて、ＴN＝ＴN-Xを演算し、その後ｎ＝ｎ−1と置いてからｎがＸと等しいか否かを判断し、これらが等しくない場合には、これらが等しくなるまで前記ステップＳ９〜Ｓ１１の処理を繰り返す（Ｓ８〜Ｓ１１）。ここで、ＴNは、水が入れ替わっていないエリアＡＲに存在する水の入水時刻である。図６は、軟水化処理槽１を仮想的に５つのエリアＡＲに分割した場合の入水時刻の書き換え処理の一例を示しているが、同図の（ａ）〜（ｃ）に示す処理においては、軟水化処理槽１内に通水前から存在していた水が他のエリアＡＲに移動することに対応して、同図(ａ)の入水時刻Ｔ1〜Ｔ3が同図（ｂ）の入水時刻Ｔ3〜Ｔ5としてスライドされ、また同図（ｂ）の入水時刻Ｔ1〜Ｔ3が同図（ｃ）の入水時刻Ｔ3〜Ｔ5としてスライドされている。前記したステップＳ８〜Ｓ１１の処理では、そのような入水時刻Ｔ3〜Ｔ5のスライド書き換えがなされることとなる。
【００３２】
また、ｎ＝Ｘになった以降においては、制御部３は、ｎ＝１と置いて、入水時刻Ｔnを現在時刻に書き換え、その後はｎ＝ｎ＋1と置き、ｎがＸ＋1と等しくなるまで前記処理を繰り返す（Ｓ１１：ＹＥＳ，Ｓ１２〜Ｓ１５）。このような処理によれば、新たに水が流入したエリアＡＲの入水時刻として、その通水時の現在時刻が書き換えられる（図６に示す例では、入水時刻Ｔ1〜Ｔ2の書き換えに相当する）。前記したステップＳ１５の条件が満足されると、その後は、やはり先に述べたステップＳ１に移行する。
【００３３】
前記した一連の動作処理手順によれば、軟水化処理槽１を仮想的に複数のエリアに分割し、各エリアに存在する水の入水時刻を個々に管理するデータ処理を行なっているために、軟水化処理槽１内において最も長時間にわたって存在する水の滞留時間が所定時間に達したか否かの判断が、容易かつ的確に行なえることとなる。もちろん、前記処理手順によれば、図３および図４に示したような制御が可能であり、軟水化処理槽１内に所定時間以上滞留し続ける水が存在しないようにして、そのような水が出水口２０ｂから流出する虞を無くすことが可能となる。
【００３４】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る水処理装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３５】
本発明でいう水処理槽は、軟水化処理槽以外として、たとえば浄化処理槽や、イオン水生成処理槽、あるいはこれ以外の処理槽として構成し得ることは、既に述べた通りである。本発明でいう水処理槽の洗浄処理は、少なくとも水処理槽内の水の入れ替えがなされる処理であればよく、水処理槽内の水の全量が入れ替わることが好ましいものの、これとは異なり、一部の水のみが入れ替わる処理とすることもできる。一部の水が入れ替わるだけであっても、水処理槽内に比較的長時間滞留している水の全部または一部を水処理槽の外部に排除することが可能であり、そのような水の排除が一切なされていなかった従来技術と比較すると、衛生的なものとすることが可能である。また、洗浄処理は、逆洗浄でなくてもよい。
【００３６】
本発明においては、水処理槽内に最も長時間にわたって存在する水の滞留時間が所定時間に達したときに洗浄処理がなされるように制御されればよく、そのための具体的な手法（動作手順など）としては、上述した手法とは異なる手法を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明が適用された軟水装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】図１に示す軟水装置の洗浄処理時の流水経路を示す概略説明図である。
【図３】図１に示す軟水装置の制御内容の一例を示す概略説明図である。
【図４】図１に示す軟水装置の制御内容の他の例を示す概略説明図である。
【図５】図１に軟水装置の軟水化処理槽を複数のエリアに仮想的に分割した状態を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、軟水化処理槽の仮想的に分割されたエリアに対する入水時刻のデータ書き換え処理の一例を示す説明図である。
【図７】図１に示す軟水装置の制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】従来技術の制御内容の一例を示す説明図である。
【図９】従来技術の制御内容の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ    軟水装置（水処理装置）
１    軟水化処理槽（水処理槽）
３    制御部（制御手段）
【図１】
0005012539.tif 000002
【図２】
0005012539.tif 000003
【図３】
0005012539.tif 000004
【図４】
0005012539.tif 000005
【図５】
0005012539.tif 000006
【図６】
0005012539.tif 000007
【図７】
0005012539.tif 000008
【図８】
0005012539.tif 000009
【図９】
0005012539.tif 000010