(57)【要約】【課題】  複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置において、１つの軟水装置で交互通水運転と同時通水運転の両方に対応することができる軟水装置の運転制御システムを得る。【解決手段】  流路を切り換えるコントロールバルブ５，６を備えた軟水器３，４を複数台直列に接続設置した軟水装置１の運転制御システムであって、コントロールバルブ５，６を制御して、いずれか一の軟水器の通水作動時に他の軟水器を接続ライン２から遮断して通水待機状態或いは再生作動状態とする交互通水運転モードと、コントロールバルブ５，６を制御して、通常は全ての軟水器を通水作動させ、いずれかの軟水器の再生要求時に、当該軟水器を接続ラインから遮断して再生作動状態とする同時通水運転モードとを備え、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを選択可能とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を切り換えるコントロールバルブを備えた軟水器を複数台直列に接続設置した軟水装置の運転制御システムであって、コントロールバルブを制御して、いずれか一の軟水器の通水作動時に他の軟水器を接続ラインから遮断して通水待機状態或いは再生作動状態とする交互通水運転モードと、コントロールバルブを制御して、通常は全ての軟水器を通水作動させ、いずれかの軟水器の再生要求時に、当該軟水器を接続ラインから遮断して再生作動状態とする同時通水運転モードとを備え、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを選択可能としたことを特徴とする軟水装置の運転制御システム。
【請求項２】
複数台の軟水器を直列に接続する給水ラインと処理水取り出しラインには各軟水器をバイパスするバイパスラインが接続され、コントロールバルブは、給水ラインに、バイパスライン接続部と各軟水器との間に位置して設けられた第１バルブと、処理水取り出しラインに、バイパスライン接続部と各軟水器との間に位置して設けられた第２バルブと、バイパスラインに設けられた第３バルブとを含み、制御部により第１バルブ，第２バルブ及び第３バルブの開閉状態を、交互通水運転モードと同時通水運転モードとに応じた状態に設定することを特徴とする請求項１に記載の軟水装置の運転制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水中の硬度成分をイオン交換して軟水を供給する軟水装置の運転制御システム、特に複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置の運転制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラへの給水は、熱効率の低下や水管の膨張，破裂等の原因となる缶体内におけるスケール付着を防止するために、原水中のカルシウムイオン及びマグネシウムイオンの硬度成分をナトリウムイオンにイオン交換し、軟水として供給している。このような軟水化処理は、通常イオン交換樹脂を充填した軟水器によって行われる。この軟水器では、硬度成分を含む原水をイオン交換樹脂層に通水し、原水中に含まれる硬度成分をナトリウムイオンに置換して軟水とする通水作動と、再生液をイオン交換樹脂層に通液して、前記通水作動により硬度成分が吸着されて飽和状態になったイオン交換樹脂の能力を回復させる再生作動とを繰り返すことで、軟水の供給が行われている。
【０００３】
ところで、ボイラなどの水使用機器が２４時間稼動している場合には、複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置が使用されており、一般にこの軟水装置では、各軟水器の再生作動を非同期とすることで、いずれかの軟水器が再生作動中であっても、他の軟水器が通水作動を行うため、連続して軟水が供給されるように制御されている。
【０００４】
このような複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置においては、いずれか一の軟水器の通水作動時に、他の軟水器を接続ラインから遮断して通水待機状態或いは再生作動状態とする交互通水運転を行う軟水装置（例えば、特許文献１参照。）と、複数台の軟水器を同時に通水作動させ、いずれかの軟水器の再生要求時に、当該軟水器を接続ラインから遮断して再生作動状態とする同時通水運転を行う軟水装置（例えば、特許文献２参照。）とが知られている。
【０００５】
前記交互通水運転にあっては、原水がいずれか一の軟水器のイオン交換樹脂を通過するものであるため、原水が複数の軟水器のイオン交換樹脂を通過する同時通水運転に比べて、通水作動時の圧力損失が小さい。そのため、同時通水運転のように、別途加圧ポンプを使用する必要がなく、ランニングコストの低減が図れるという利点があり、複数台の軟水器を直列に設置した軟水装置では、一般的に採用されている運転である。しかし、通水作動をいずれか一の軟水器で行うため、通水作動中の軟水器が故障した場合には、硬度漏れを起こすおそれがあるという欠点がある。
【０００６】
一方、同時通水運転にあっては、通水作動時に原水は複数の軟水器を通過するため、通水作動しているうちのいずれかが故障しても、他の軟水器で硬度成分を除去することができるので、硬度漏れを起こす確率は極めて低くなる利点がある。このため、同時通水運転は、特に小型貫流ボイラのように、少量のスケールが付着しても著しく伝熱効率が低下したり、加熱の危険性がある機器へ軟水を供給する場合や、高硬度の水質の原水を軟水化処理する場合に採用されている。しかし、複数の軟水器のイオン交換樹脂層を通過するため、通水時の圧力損失が大きくなる。そのため、十分な流量を確保するには、加圧ポンプの使用が不可欠となり、ランニングコストが高くなるという欠点がある。
【０００７】
複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置のユーザーにおいては、交互通水運転によるランニングコストの低減という利点を優先するニーズがある一方で、ランニングコストの低減よりも同時通水運転による硬度漏れを確実に防止するという利点を優先するニーズも存在する。  
【特許文献１】特開２００５−２７０８１３号公報
【特許文献２】特開平３−２０２１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置に対しては、交互通水運転を行うものと同時通水運転を行うものとはそれぞれ別の軟水装置であるという考え方が中心であったため、メーカーは、ユーザーのそれぞれのニーズに応えるために、交互通水運転を行う軟水装置と同時通水運転を行う軟水装置の２種類の軟水装置を用意していた。また、ユ−ザーにあっては、水使用機器に応じてコストの優先と水質の優先とを使い分けようとしたとき、前記２種類の軟水装置を求めなければならなかった。
【０００９】
この発明は、複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置において、１つの軟水装置で交互通水運転と同時通水運転の両方に対応することができる軟水装置の運転制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、流路を切り換えるコントロールバルブを備えた軟水器を複数台直列に接続設置した軟水装置の運転制御システムであって、コントロールバルブを制御して、いずれか一の軟水器の通水作動時に他の軟水器を接続ラインから遮断して通水待機状態或いは再生作動状態とする交互通水運転モードと、コントロールバルブを制御して、通常は全ての軟水器を通水作動させ、いずれかの軟水器の再生要求時に、当該軟水器を接続ラインから遮断して再生作動状態とする同時通水運転モードとを備え、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを選択可能としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載における、複数台の軟水器を直列に接続する給水ラインと処理水取り出しラインには各軟水器をバイパスするバイパスラインが接続され、コントロールバルブは、給水ラインに、バイパスライン接続部と各軟水器との間に位置して設けられた第１バルブと、処理水取り出しラインに、バイパスライン接続部と各軟水器との間に位置して設けられた第２バルブと、バイパスラインに設けられた第３バルブとを含み、制御部により第１バルブ，第２バルブ及び第３バルブの開閉状態を、交互通水運転モードと同時通水運転モードとに応じた状態に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の軟水装置の運転制御システムによれば、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを備え、前記交互通水運転モードと同時通水運転モードとを選択可能としたので、１つの軟水装置で交互通水運転と同時通水運転を行わせることができることから、２種類の軟水装置を用意する必要がなくなり、設備コストの削減を図ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の軟水装置の運転制御システムによれば、制御部により前記第１バルブ，第２バルブ及び第３バルブの開閉状態を、交互通水運転モードと同時通水運転モードとに応じた状態に設定することにより、軟水装置の運転モードを前記交互通水運転モードと同時通水運転モードとに容易に切り換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、この発明に係る軟水装置の運転制御システムを実施するための最良の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明に係る軟水装置の運転制御システムの実施の形態の一例を示す概略的な説明図である。
【００１６】
本例では、軟水装置１は、接続ライン２で直列に接続された２台の軟水器３，４で構成されており、この軟水器３，４は、それぞれ流路を切り換えるコントロールバルブ５，６を備えている。
【００１７】
２台の軟水器３，４を接続する接続ライン２は、給水を軟水器３へ供給する給水ライン７と、軟水器３で軟水化処理した処理水を取り出す処理水取り出しライン８と、この処理水取り出しライン８と接続し、軟水器３で軟水化処理した処理水を軟水器４へ供給する給水ライン９と、軟水器４で軟水化処理した処理水を取り出す処理水取り出しライン１０とで構成されている。そして、給水ライン７，９と処理水取り出しライン８，１０には、各軟水器３，４をバイパスするバイパスライン１１，１２がバイパスライン接続部１３，１４で接続されている。
【００１８】
各軟水器３，４がそれぞれ備えるコントロールバルブ５，６は、各軟水器２，３の通水作動状態，再生作動状態及び通水待機状態に応じて流路を切り換えるものであり、第１バルブ１５，１６，第２バルブ１７，１８，第３バルブ１９，２０，第４バルブ２１，２２及び第５バルブ２３，２４で構成されている。
【００１９】
第１バルブ１５，１６は、給水ライン７，９に、バイパスライン接続部１３，１４と各軟水器３，４との間に位置して設けられ、また、第２バルブ１７，１８は、処理水取り出しライン８，９に、バイパスライン接続部１３，１４と各軟水器３，４との間に位置して設けられ、また、第３バルブ１９，２０は、バイパスライン１１，１２に設けられている。
【００２０】
また、第４バルブ２１，２２は、イオン交換樹脂を再生するための再生液（塩水）を各軟水器３，４へ供給する再生液供給ライン２５，２６に設けられており、この再生液供給ライン２５，２６は、再生液を貯留した再生液タンク２７と接続している。また、第５バルブ２３，２４は、各軟水器３，４のイオン交換樹脂層を通過した再生液を系外へ排出する排出ライン２８，２９に設けられている。
【００２１】
さらに、軟水器３の給水ライン７には、原水に含まれる硬度成分の濃度を計測する硬度測定計３０が設けられ、軟水器４の処理水取り出しライン１０には、通水量を計測する流量計３１が設けられている。この硬度測定計３０及び流量計３１で計測された数値は、後述する制御部へ送信される。
【００２２】
さらに、軟水装置１は、コントロールバルブ５，６，硬度測定計３０及び流量計３１とそれぞれ破線で示す信号線を介して接続され、コントロールバルブ５，６を制御して、第１バルブ１５，１６，第２バルブ１７，１８，第３バルブ１９，２０，第４バルブ２１，２２及び第５バルブ２３，２４の開閉状態を、後述する交互通水運転モードと同時通水運転モードに応じた状態に設定する制御部３２を備えており、交互通水運転モードと同時通水運転モードは選択可能となっている。
【００２３】
この制御部３２は、通水作動時における各軟水器３，４を再生作動へ移行させる再生要求硬度成分レベルが記憶されており、硬度測定計３０で計測された原水に含まれる硬度成分の濃度と、流量計３１で計測された通水量との積を積算した積算値によって算出された各軟水器３，４で除去された硬度成分量が、再生要求硬度成分レベルに達したとき（再生要求時）に各軟水器３，４を再生作動へ移行させるようにプログラムされており、また、この再生作動は各軟水器３，４とが同時に行わないように設定されている。
【００２４】
つぎに、上記のように構成された軟水装置１における交互通水運転モードと同時通水運転モードについて説明する。
【００２５】
まず、交互通水運転モードが選択されると、制御部３２により、軟水器３の第１バルブ１５及び第２バルブ１７が開状態、第３バルブ１９，第４バルブ２１及び第５バルブ２３が閉状態となり、軟水器３が通水作動状態となる。一方、軟水器４の第１バルブ１６及び第２バルブ１８が閉状態、第３バルブ２０が開状態，第４バルブ２２及び第５バルブ２４が閉状態となり、軟水器４が通水待機状態となる。
【００２６】
この状態において、給水ライン７から供給される原水は軟水器３に流入し軟水化処理される。この処理水は、処理水取り出しライン８から取り出され、給水ライン９へ送られ、給水ライン９に送られた処理水は、軟水器４をバイパスするバイパスライン１２，処理水取り出しライン１０を通じて、ボイラなどの水使用機器（図示省略）へ供給されることになる。
【００２７】
そして、通水作動状態にある軟水器３が再生要求時となったことが制御部３２により検出されたとき、軟水供給を切らさないでおくために、まず軟水器４の第１バルブ１６及び第２バルブ１８が開状態、第３バルブ２０，第４バルブ２２及び第５バルブ２４が閉状態となり、軟水器４が通水作動状態となる。つぎに、軟水器３の第１バルブ１５及び第２バルブ１７が閉状態、第３バルブ１９，第４バルブ２１及び第５バルブ２３が開状態となり、軟水器３が再生作動状態（すなわち、再生液供給工程）となる。
【００２８】
この状態において、給水ライン７から供給される原水は軟水器３をバイパスするバイパスライン１１，処理水取り出しライン８を通じて給水ライン９へ送られ、給水ライン９に送られた原水は、軟水器４に流入し軟水化処理され、この処理水は、処理水取り出しライン１０から取り出され、ボイラなどの水使用機器へ供給されることになる。一方、原水の供給をバイパスされた軟水器３は、第４バルブ２１及び第５バルブ２３が開状態となることにより、再生液供給ライン２５を通じて再生液タンク２７から再生液が供給され、軟水器３のイオン交換樹脂が再生される。そして、軟水器３のイオン交換樹脂が再生されると、第４バルブ２１及び第５バルブ２３が閉状態となり、軟水器３が通水待機状態となる。
【００２９】
そして、通水作動状態にある軟水器４が再生要求時となったことが制御部３２により検出されたとき、今度は、軟水器４が再生作動状態を経て通水待機状態となり、通水待機状態にあった軟水器３が通水作動状態となる。
【００３０】
このように、交互通水運転モードは、各軟水器３，４はこの運転を交互に繰り返すことになる。
【００３１】
なお、前述の再生作動状態では、再生液供給工程のみを行うようにしたが、周知の軟水器で実施されているように、逆洗工程，再生液供給工程，押出工程，洗浄工程及び補水工程をこの順で行うようにしてもよい。この場合、各コントロールバルブ５，６には、所要の工程が実施できるようにバルブや流路を追加してもよく、第３バルブ１９，２０は、バイパス状態に固定されるが、他のバルブはそれぞれの工程に適した開閉状態に設定されうる（例えば、特許文献１を参照）。
【００３２】
つぎに、同時通水運転モードが選択されると、制御部３２により、各軟水器３，４の第１バルブ１５，１６及び第２バルブ１７，１８が開状態、第３バルブ１９，２０，第４バルブ２１，２２及び第５バルブ２３，２４が閉状態となり、各軟水器３，４のいずれもが通水作動状態となる。そして、通水作動状態にある各軟水器３，４のいずれかが、例えば、軟水器３が再生要求時となったことが制御部３２により検出されたとき、軟水器３の第１バルブ１５及び第２バルブ１７が閉状態、第３バルブ１９，第４バルブ２１及び第５バルブ２３が開状態となり、軟水器３が再生作動状態となり、軟水器３の再生が終了すると軟水器３の第１バルブ１５及び第２バルブ１７が開状態、第３バルブ１９，第４バルブ２１及び第５バルブ２３が閉状態となり、軟水器３が通水作動状態に復帰する。また、軟水器４にあっても、再生要求時となったことが制御部３２により検出されると再生作動状態となり、再生が終了すると通水作動状態に復帰する。
【００３３】
なお、同時通水運転モードにおいても、再生作動状態では周知の軟水器で実施されているように、逆洗工程，再生液供給工程，押出工程，洗浄工程及び補水工程をこの順で行うようにしてもよい。この場合、各コントロールバルブ５，６には、所要の工程が実施できるようにバルブや流路を追加してもよく、第３バルブ１９，２０は、バイパス状態に固定されるが、他のバルブはそれぞれの工程に適した開閉状態に設定されうる。
【００３４】
上記のように構成された本例の軟水装置１の運転制御システムによれば、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを備え、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを選択可能としたので、１つの軟水装置で交互通水運転と同時通水運転を行わせることができることから、交互通水運転を行う軟水装置と同時通水運転を行う軟水装置の２種類の軟水装置を用意する必要がなくなり、設備コストの削減を図ることができるものとなる。
【００３５】
さらに、本例の軟水装置１の運転制御システムによれば、制御部３２により、第１バルブ１５，１６，第２バルブ１７，１８，第３バルブ１９，２０，第４バルブ２１，２２及び第５バルブ２３，２４の開閉状態が、交互通水運転モードと同時通水運転モードとに応じた状態に設定されるので、軟水装置１の運転モードを交互通水運転モードと同時通水運転モードとに容易に切り換えることができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、２台の軟水器３，４を直列に設置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、３台或いはそれ以上の軟水器を直列に設置した場合も同様に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明に係る軟水装置の運転制御システムの実施の形態の一例を示す概略的な説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  軟水装置
２  接続ライン
３，４  軟水器
５，６  コントロールバルブ
７，９  給水ライン
８，１０  処理水取り出しライン
１１，１２  バイパスライン
１３，１４  バイパスライン接続部
１５，１６  第１バルブ
１７，１８  第２バルブ
１９，２０  第３バルブ
２１，２２  第４バルブ
２３，２４  第５バルブ
２５，２６  再生液供給ライン
２７  再生液タンク
２８，２９  排出ライン
３０  硬度測定計
３１  流量計
３２  制御部
【図１】
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