(57)【要約】【課題】圧力の上昇によるイオン交換樹脂容器に接続された機器の損傷を抑制する。【解決手段】ポンプ７などによって供給される原水１０から純水１１を製造する純水供給システムに用いられるイオン交換樹脂容器１に、粒状のイオン交換樹脂２を収める収容領域５２が形成された筒部５１と、筒部５１の軸方向の少なくとも一方の端部に取り付けられて所定の圧力が加わると破壊するラプチャーディスク３を備える。ラプチャーディスク３は、筒部５１と着脱可能に取り付けてもよい。また、筒部５１の一部には、ベローズを形成してもよい。【選択図】図１
2009050795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に粒状のイオン交換樹脂を収めるイオン交換樹脂容器において、
前記イオン交換樹脂を収める収容領域が形成された筒部と、
前記筒部の軸方向の少なくとも一方の端部に取り付けられて所定の圧力が加わると破壊するラプチャーディスクと、
を有することを特徴とするイオン交換樹脂容器。
【請求項２】
前記ラプチャーディスクは、前記筒部と着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のイオン交換樹脂容器。
【請求項３】
前記ラプチャーディスクと前記収容領域との間に配置されて前記イオン交換樹脂の粒の大きさよりも細かな網目の網を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイオン交換樹脂容器。
【請求項４】
前記筒部の少なくとも一部にはベローズが形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のイオン交換樹脂容器。
【請求項５】
前記イオン交換樹脂を収める収容領域が形成された筒部と、前記筒部の軸方向の少なくとも一方の端部に取り付けられて所定の圧力が加わると破壊するラプチャーディスクと、を備えたイオン交換樹脂容器と、
前記イオン交換樹脂容器の内部の収納領域に収められた粒状のイオン交換樹脂と、
前記イオン交換樹脂容器に水を供給する手段と、
前記収納領域を通過した水を前記イオン交換樹脂容器の外部に排出する配管と、
を有することを特徴とする純水供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状のイオン交換樹脂を収めるイオン交換樹脂容器およびこれを用いた純水供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
純水は食品・化学産業のみならず広い分野で活用されており、環境性と経済性で注目されている燃料電池発電システムでも電池加湿や改質用水蒸気生成のために供給される水として純水を用いることは、システム信頼性の面から不可欠である。このためイオン交換樹脂を用いた純水製造方式が多く採用されている。このような方式では、送水用のポンプまたは水道供給機器などの圧力送水装置とイオン交換樹脂容器のみで純水を製造できるため、構造が簡単で保守が容易である。イオン交換樹脂容器は、ポンプや水道圧にて加圧されて運用することが多く、その圧力に耐えるために、繊維強化プラスチックや耐腐食性に優れたステンレスで容器を形成するのが一般的である。
【０００３】
圧力容器には、容器や機器などの構造が過大な圧力で破損することを防止するために、ラプチャーディスクを用いる場合がある。また、原子力発電プラントにおいては安全排気管に、クロスアラウンド管の蒸気圧が所定値以上になると破断するラプチャーディスクを設けた例がある（たとえば特許文献１参照）。これにより、過圧防止装置の建設費の抑制やメンテナンスの省略、支持構造物の削減を図ることができる。
【０００４】
加圧環境下で運用するイオン交換樹脂容器でも、活性炭フィルタおよびイオン交換樹脂容器を並列回路で配置し、圧力損失を低減させて処理を安定化させてイオン交換樹脂容器の圧力上昇を防ぐ効果をもつ水処理装置を形成した例がある（たとえば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−９７５４３号公報
【特許文献２】特開平９−１０８６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に開示されたイオン交換樹脂容器は、イオン交換樹脂容器の下流において閉塞または圧力損失の上昇が発生する。しかし、容器の圧力が高まった場合の保護手段は設けられていない。また、特許文献１に開示されたシステムに用いられているラプチャーディスクは、安全装置として系統に設けられたものではあるが、イオン交換樹脂のような粒状物質が充填された容器に設けられたものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、粒状のイオン交換樹脂を収めるイオン交換樹脂容器の内部の圧力の上昇によって、このイオン交換樹脂容器に接続された機器の損傷を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明は、内部に粒状のイオン交換樹脂を収めるイオン交換樹脂容器において、前記イオン交換樹脂を収める収容領域が形成された筒部と、前記筒部の軸方向の少なくとも一方の端部に取り付けられて所定の圧力が加わると破壊するラプチャーディスクと、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、純水供給システムにおいて、前記イオン交換樹脂を収める収容領域が形成された筒部と、前記筒部の軸方向の少なくとも一方の端部に取り付けられて所定の圧力が加わると破壊するラプチャーディスクと、を備えたイオン交換樹脂容器と、前記イオン交換樹脂容器の内部の収納領域に収められた粒状のイオン交換樹脂と、前記イオン交換樹脂容器に水を供給する手段と、前記収納領域を通過した水を前記イオン交換樹脂容器の外部に排出する配管と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、粒状のイオン交換樹脂を収めるイオン交換樹脂容器の内部の圧力の上昇によって、このイオン交換樹脂容器に接続された機器の損傷を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るイオン交換樹脂容器の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係るイオン交換樹脂容器の第１の実施の形態における縦断面図である。
【００１２】
このイオン交換樹脂容器１は、円筒状の筒部５１と、筒部５１の一方の端部に取り付けられた円板状のラプチャーディスク３を有している。筒部５１の内部にはイオン交換樹脂２の収納領域５２が形成されている。収納領域５２には、粒状のイオン交換樹脂２が収められる。
【００１３】
イオン交換樹脂容器１の内部の圧力が上昇することなどによって、ラプチャーディスク３に所定の圧力が加わると、ラプチャーディスク３は破壊する。なお、ラプチャーディスク３は、イオン交換樹脂容器１の筒部のどちらの端部に設けてもよい。また、ラプチャーディスク３は、ドーム状であってもよい。
【００１４】
イオン交換樹脂容器１は、たとえば純水供給システムに用いられる。この純水供給システムは、イオン交換樹脂容器１に水を供給する手段と、収納領域５２を通過した水を前記イオン交換樹脂容器の外部に排出する配管とを備えている。イオン交換樹脂容器１に水を供給する手段とは、たとえば原水１０をイオン交換樹脂容器１に加圧送水するポンプ７およびこのポンプからイオン交換樹脂容器に延びる配管である。この純水供給システムでは、原水１０をイオン交換樹脂２の層を通過させることによって純水１１を製造し、製造された純水１１はたとえば下流に接続された機器に供給される。
【００１５】
このようなイオン交換樹脂容器１を用いたシステムでは、イオン交換樹脂容器１の下流に接続した機器あるいは別のイオン交換樹脂容器の圧力増大や流路閉塞によりポンプが締め切り運転状態になり、純水供給システムの圧力が異常上昇するおそれがある。しかし、本実施の形態のイオン交換樹脂容器１を用いると、ラプチャーディスク３が規定の圧力で破壊し、圧力を外部に逃がすことにより、システムの圧力が過度に高くならないようにすることができる。
【００１６】
このため、ポンプ７の過負荷故障および純水１１の供給先である機器の損傷を防ぐことができる。また、規定圧力でラプチャーディスク３が破壊するので、イオン交換樹脂容器１の構造強度を、ラプチャーディスク３が破壊する圧力を大きく超えて耐えるようにする必要がなく、規定圧力に応じて低下させることができる。よって、イオン交換樹脂容器１の軽量化と構造簡素化が可能であり、安価なイオン交換樹脂容器を提供することができる。
【００１７】
このようにして、本実施の形態のイオン交換樹脂容器を用いると、粒状のイオン交換樹脂を収めるイオン交換樹脂容器の内部の圧力の上昇によって、このイオン交換樹脂容器に接続された機器の損傷を抑制することができる。
【００１８】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明に係るイオン交換樹脂容器の第２の実施の形態における一部拡大縦断面図である。
【００１９】
本実施の形態のイオン交換樹脂容器１は、ラプチャーディスク３を筒部５１と着脱可能に設けている。筒部５１の一方の端部には、中央部に貫通部４２が形成されたキャップ４が取り付けられている。キャップ４および筒部５１には、ネジ部４１が設けられていて、キャップ４は筒部５１にねじ込み取り付けされる。ラプチャーディスク３は、キャップ４と筒部５１の間に配置される。また、ラプチャーディスク３と筒部５１との間には、Ｏリング５が取り付けられる。
【００２０】
このようなイオン交換樹脂容器１では、定期的な保守の際や、規定圧力を超えた圧力上昇によりラプチャーディスク３が破壊した場合に、ラプチャーディスク３だけを交換できる。このため、イオン交換樹脂容器１の全体を交換するよりも低いコストで、保守を行うことができる。また、キャップ４を筒部５１から取り外すことによって、イオン交換樹脂容器１の端面が大きく開口するので、イオン交換樹脂２の装填・交換が容易である。
【００２１】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明に係るイオン交換樹脂容器の第３の実施の形態における一部拡大縦断面図である。
【００２２】
本実施の形態のイオン交換樹脂容器１は、網６をイオン交換樹脂２とラプチャーディスク３の間に配置したものである。この網は、イオン交換樹脂２の粒の大きさよりも細かな網目を有する。網６は、たとえば金属製である。
【００２３】
このようなイオン交換樹脂容器１では、規定圧力を超えた圧力上昇によりラプチャーディスク３が破壊した場合であっても、イオン交換樹脂２がイオン交換樹脂容器１の外部に落下したり飛散したりすることを抑制できる。このためラプチャーディスク３の破裂後の保守性が向上する。さらに、イオン交換樹脂２を異物に触れさせず、紛失せずに済むことから、破過寿命が残されている場合や再処理する場合においても、イオン交換樹脂２を全て再利用することができる。
【００２４】
なお、網６をイオン交換樹脂容器１には固定せず、イオン交換樹脂容器１とラプチャーディスク３に挟み込むか、あるいは、ラプチャーディスク３と一体化しておいてもよい。この場合には、キャップ４を取り外す際に、網６を併せて取り外すことによって、イオン交換樹脂２の装填・交換を容易に行うことができる。
【００２５】
［第４の実施の形態］
図４は、本発明に係るイオン交換樹脂容器の第４の実施の形態における縦断面図である。
【００２６】
本実施の形態において、筒部５１の一部には、筒部５１の軸方向に伸縮するベローズ５３を設けたものである。また、ベローズ５３が所定の長さ延伸変形した場合に開閉されるスイッチ３４が設けられている。このスイッチ３４には、たとえば警報発生装置を接続しておく。
【００２７】
このようなイオン交換樹脂容器１を用いると、圧力の上昇に伴うベローズ５３の変形によって、圧力の上昇を抑制することができ、さらにベローズ５３の変形可能な範囲を超えて圧力が上昇した場合にのみ、ラプチャーディスク３を破壊させることができる。これにより、ラプチャーディスク３が破壊する頻度を低下させることができる。
【００２８】
また、圧力上昇によりベローズ５３が筒部５１の軸方向に所定の長さ延伸変形した場合に、スイッチ３４を押し上げて、たとえば圧力異常の警報を発することができる。この警報が発生した場合に、原水１０を加圧送水するポンプ７（図１参照）の送水圧力を低下させることなどによって、ラプチャーディスク３の破壊を回避することもできる。
【００２９】
なお、警報する手段は電気的手段でなく、ベローズ５３の軸方向の変形を利用し、インジケータなどの可視的方法で実現してもよい。
【００３０】
［他の実施の形態］
上述の各実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るイオン交換樹脂容器の第１の実施の形態における縦断面図である。
【図２】本発明に係るイオン交換樹脂容器の第２の実施の形態における一部拡大縦断面図である。
【図３】本発明に係るイオン交換樹脂容器の第３の実施の形態における一部拡大縦断面図である。
【図４】本発明に係るイオン交換樹脂容器の第４の実施の形態における縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…イオン交換樹脂容器、２…イオン交換樹脂、３…ラプチャーディスク、４…キャップ、５…Ｏリング、６…網、７…ポンプ、１０…原水、１１…純水、３４…スイッチ、４１…ネジ部、５１…筒部、５２…収納領域、５３…ベローズ
【図１】
2009050795.tif 000003
【図２】
2009050795.tif 000004
【図３】
2009050795.tif 000005
【図４】
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