CN101247889A - 离子交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明实现可以对应对流再生或分流再生、且简化集水装置的离子交换装置。其具有与形成于树脂收纳部(2)的盖构件(7)的第一流路(10)相连通的第一集水管(14)、与形成于上述盖构件(7)的第二流路(11)相连通的第二集水管(20)，上述第二集水管(20)的内径设定为大于上述第一集水管(14)外径，同时上述两集水管(14)、(20)为它们的轴芯与上述树脂收纳部(2)的轴芯设定于同轴的二重管，在上述盖构件(7)上进一步形成与上述树脂收纳部(2)内相连通的第三流路(12)。

Description

离子交换装置

技术领域

本发明涉及具有导出经由离子交换树脂层的处理水和再生剂等的集水装置的离子交换树脂，特别是涉及具有适于对流再生和分流再生的集水装置的离子交换装置。

背景技术

已知通过离子交换树脂吸附除去自来水或地下水等原水所含的硬度成分(钙离子和镁离子)或硝酸性氮(硝酸离子和亚硝酸离子)等的离子交换装置。这些离子交换装置中，使用阳离子交换树脂将水中的硬度成分置换为钠离子或钾离子的装置通常称为软水装置。另一方面，上述离子交换树脂中，使用阴离子交换树脂将硝酸性氮置换为氯化物离子的装置通常称为硝酸性氮除去装置。

上述软水装置一直以来以防止阻碍蒸汽锅炉或冷却塔所代表的冷热机器传热的蒸汽生成为目的多被用于工业用中。近年来，软水的各种效用受到注目，作为家庭用、业务用、医疗用等普及。

另一方面，上述硝酸性氮除去装置主要被利用在饮食业或食品加工业等业务用中。硝酸性氮为来自化学肥料的地下水的污染物质，当大量摄取硝酸性氮时，特别对于婴幼儿会引起体内缺乏氧的正铁血红蛋白症的危险。因此，上述硝酸氮除去装置为了确保稳定的饮料水或食品加工水而使用。

而且，上述离子交换树脂在成为除去对象的特定离子(硬度成分或硝酸性氮等)的吸附量达到规定交换能力时，则该特定离子会泄露到处理水中。因而，上述离子交换装置在上述特定离子的吸附量达到规定交换能力时，使再生剂(例如氯化钠水溶液)接触于上述离子交换树脂进行再生，恢复交换能力。该再生一般由原水的流动方向和再生剂的流动方向的关系出发，大致分为并流再生、对流再生和分流再生。

进行上述并流再生的离子交换装置的构成例如公开于专利文献1中。上述离子交换树脂填充于上部开口的炮弹形状的树脂筒(树脂罐)，在该树脂筒的开口部中螺入分别形成有原水流入路和处理水流出路的盖构件。上述流出路的入口侧连接有向上述树脂筒底部延伸的集水管，通过该集水管经由上述离子交换树脂层的处理水和再生剂等被导出至上述树脂筒外。另外，上述流入路的出口侧和上述集水管的前端部分别设有防止上述离子交换树脂流出的滤网构件。而且，在上述流入路的入口侧和上述流出路的出口侧处，切换通水动作的流路和再生动作的流路的自动再生阀单元(以下称为“控制阀单元”)与上述该构件一体地连接。这种构成中，上述盖构件和上述集水管通过旋转上述控制阀单元，可以容易地装卸于上述树脂筒，因而具有可以缩短组装或保养时间的优点。因此，特别在上述离子交换树脂的填充量为5～200升小型或中型装置中，作为标准的构成被采用。

专利文献1：日本特开2002-28646号公报

发明内容

发明预解决的技术问题

上述并流再生通常将原水的流动方向和再生剂的流动方向设定为顺方向，从原水的流入侧向上述离子交换树脂层供给再生剂，同时将该再生剂从处理水的流出侧排出。这种离子交换装置中，位于处理水的流出侧的上述离子交换树脂难以再生(即，离子交换基团为上述特定离子，再生从饱和侧进行)，因此原水中的溶存盐类浓度增高，上述特定离子难以泄露至处理水中。另外，从同样的理由出发，用于使上述离子交换树脂恢复至规定交换能力的再生剂必须为过剩量。

另一方面，上述对流再生通常将原水的流动方向和再生剂的流动方向设定为反方向，从处理水的流出侧向上述离子交换树脂层供给再生剂，同时将该再生剂从原水的流入侧排出。另外，上述分流再生通常是将相对于原水流动方向的再生剂流动方向设定为顺方向和反方向，从原水的流入侧和处理水的流出侧向上述离子交换树脂层分别供给再生剂，同时将该再生剂从上述离子交换树脂层的内部排出。这种离子交换装置中，位于处理水的流出侧的上述离子交换树脂被充分再生(即，离子交换基团为上述特定离子，再生从不饱和侧进行)，因此即便原水中的溶存盐类浓度高，上述特定离子也难以泄露至处理水中，可以确保高品质的处理水。另外，从同样的理由出发，用于使上述离子交换树脂恢复至规定交换能力的再生剂可以比上述并流再生更为节约。

从这种再生特性的观点出发，原水的水质有恶化倾向，另外，为了减轻再生剂补充的麻烦而要求节约再生剂的当今，需求相比较于上述并流再生进一步进行上述对流再生或上述分流再生类型的离子交换装置。但是，以往进行上述对流再生或上述分流再生的离子交换树脂由于在相对于上述离子交换树脂层不同的位置处集中处理水和再生剂，因此在上述树脂收纳部内独立设计多个集水装置。因而，有必要将上述各集水装置分别与外部的流路或阀装置连接，成为复杂的构成。

该发明鉴于上述事实而完成，预解决的该问题为实现可以对应对流再生或分流再生且简单化集水装置的离子交换装置。

用于解决技术问题的方法

本发明为了解决上述课题而完成。该发明的第一方式的特征在于，具有与形成于树脂收纳部盖构件的第一流路相连通的第一集水管、与形成于上述盖构件的第二流路相连通的第二集水管，上述第二集水管的内径设定为大于上述第一集水管外径，同时上述两集水管构成它们的轴芯均设定于与上述树脂收纳部轴芯同轴的二重管，在上述盖构件上进一步形成与上述树脂收纳部内相连通的第三流路。

本发明的第一方式中，作为上述两集水管中的上述第一集水管设定于内管、上述第二集水管设定于外管的二重管结构的集水装置被安装于上述树脂收纳部中。其中，上述两集水管的轴芯与上述树脂收纳部轴芯同时配置于同轴上。该结果，上述两集水管作为将上述盖构件装卸于上述树脂收纳部时的旋转中心轴作用。而且，上述两集水管起到将流体均等地分配至上述树脂收纳部内、另外将流体从上述树脂收纳部内均匀集合的作用。

本发明的第二方式中的特征在于，在第一方式中，在将上述第一集水管的集水位置设定于上述树脂收纳部底部附近的同时，将上述第二集水管的集水位置设定在离子交换树脂层的上部附近。

本发明的第二方式中，在通水动作时，将原水经由上述第三流路供给至上述树脂收纳部内的上部。以下降流经由上述离子交换树脂层的处理水在上述树脂收纳部底部附近处经由上述第一集水管被回收，从上述第一流路中排出。另一方面，在再生动作时，再生剂经由上述第一流路和上述第一集水管被供给至上述树脂收纳部的底部附近。同时，由于原水抑制上述离子交换树脂层的展开和流动，因此经由上述第三流路将其供给至上述树脂收纳部内的上部。以上升流通过上述离子交换树脂层的再生剂和供给至上述树脂收纳部内上部的原水在上述离子交换树脂层的上部附近经由上述第二集水管被回收，从上述第二流路中排出。结果，上述离子交换树脂进行利用对流再生的交换能力恢复。

本发明的第三方式的特征在于，在第一方式中，将上述第一集水管的集水位置设定在上述树脂收纳部底部附近，同时将上述第二集水管的集水位置设定在离子交换树脂层的中央部附近。

本发明的第三方式中，在通水动作时，将原水经由上述第三流路供至上述树脂收纳部内的上部。以下降流通过上述离子交换树脂层的处理水在上述树脂收纳部底部附近经由上述第一集水管而回收，从上述第一流路排出。另外，在再生动作时，再生剂的一部分经由上述第三流路被供给至上述树脂收纳部内的上部，剩余部分经由上述第一流路和上述第一集水管被供给至上述树脂收纳部的底部附近。通过上述离子交换树脂层的下降流和上升流的再生剂在上述离子交换树脂层的中央部附近处经由上述第二集水管被回收，从上述第二流路排出。结果，上述离子交换树脂进行利用分流再生的交换能力的恢复。

发明效果

通过本发明，可以实现能够对应对流再生合分流再生、且简单化集水装置的离子交换装置。结果，与进行并流再生的离子交换装置相比，可以具有同等的组装性和保养性、确保更高品质的处理水、还可以节约再生剂。

附图说明

图1为第一实施方式的离子交换装置的整体构成图。

图2为表示第一实施方式的树脂收纳体整个构成的说明图。

图3为树脂收纳部上部的放大说明图。

图4为第一滤网构件的说明图。

图5为第二滤网构件的说明图。

图6为表示第一实施方式所涉离子交换装置通水动作的说明图。

图7为表示第一实施方式所涉离子交换装置的逆洗工序的说明图。

图8为表示第一实施方式所涉离子交换装置的再生工序的说明图。

图9为表示第一实施方式所涉离子交换装置的挤出工序的说明图。

图10为表示第一实施方式所涉离子交换装置的洗涤工序的说明图。

图11为表示第一实施方式所涉离子交换装置的补水工序的说明图。

图12为表示第二实施方式所涉离子交换装置的整体构成图。

图13为表示第二实施方式所涉树脂收纳部的整个构成的说明图。

图14为表示第二实施方式所涉离子交换装置通水动作的说明图。

图15为表示第二实施方式所涉离子交换装置的逆洗工序的说明图。

图16为表示第二实施方式所涉离子交换装置的再生工序的说明图。

图17为表示第二实施方式所涉离子交换装置的挤出工序的说明图。

图18为表示第二实施方式所涉离子交换装置的洗涤工序的说明图。

图19为表示第二实施方式所涉离子交换装置的补水工序的说明图。

符号说明

1离子交换装置

2树脂收纳部

5阳离子交换树脂层(离子交换树脂层)

7盖构件

11第一流路

12第二流路

13第三流路

14第一集水管

20第二集水管

60离子交换装置

具体实施方式

(第一实施方式)

以下根据附图详细地说明本发明的第一实施方式。图1表示第一实施方式所涉离子交换装置的整体构成图。第一实施方式所涉的离子交换装置为所谓的软水装置，以下述内容为目的而使用：将自来水、地下水、工业用水等原水中所含硬度成分置换为钠离子产生软水、将该软水作为各种用水供给至所需位置。因此，上述软水装置与家居或大厦等居住建筑物、旅馆或大众浴池等集客设施、锅炉或冷却塔等冷热机器、食品加工装置或洗涤装置等水使用机器等的给水源相连。

图1中，离子交换装置1主要具有树脂收纳部2、控制阀单元3、再生剂罐4。上述树脂收纳部2具有收纳作为处理材料的阳离子交换树脂层5的树脂筒6，该树脂筒6的开口部被盖构件7封闭。该盖构件7上一体安装有上述控制阀单元3(省略图示)，成为可以通过来自控制器(省略图示)的指令信号切换上述离子交换装置1的通水动作流路和再生动作流路的构成。

这里，首先参照图2和图3详细地说明第一实施方式的上述树脂收纳部2的构成。图2为表示上述树脂收纳部2整体构成的说明图，图3为上述树脂收纳部2上部的放大说明图。上述盖构件7安装于上述树脂筒6的头顶部，利用形成于上述盖构件7下部的雄褡袢部8和形成于上述树脂筒6开口部的雌褡袢9结合。而且，在上述盖构件7上分别形成进行流体供给何排出的第一流路10、第二流路11和第三流路12。这些各流路10、11、12如后所述，分别与构成上述控制阀单元3的各种线路相连。

上述盖构件7的下部形成有圆筒状的第一套管13，其处于上述雄褡袢部8的旋转中心轴的同心圆上，该第一套管13内与上述第一流路10的一端侧相连。上述第一套管13内插入向上述树脂收纳部2底部附近延伸的第一集水管14，该第一集水管14的外周面与上述第一套管13的内周面经由O环等密封构件(省略图示)保持液密。这里，在上述第一套管13的端面设有引导上述第一集水管14插入的倾斜部(省略符号)。而且，在上述第一集水管14的前端部安装有防止树脂粒子流出的第一丝网构件15。即，上述第一集水管14与上述第一流路10相连，同时利用上述第一滤网构件15的集水位置设定于上述树脂收纳部2的底部附近。

上述第一滤网构件15如图4所示，主要由第一腰身部16、第一连接板17和第一底板18构成。上述第一腰身部16为倒圆锥状的中空部，在侧面上形成有多个夹缝(省略图示)。这些夹缝通常其宽度设定为0.1～0.3mm的范围，使得微细的树脂粒子不容易通过。安装上述第一连接板17使得封闭上述第一腰身部16的上面，安装上述第一底板18使得封闭上述第一腰身部16的底面。在上述第一连接板17的中心部上穿设有与上述第一集水管14外径等同的孔，在该孔中插入上述第一集水管14的前端部。这里，上述第一滤网构件15通常固定、一体化于上述第一集水管14，使得不易脱落。

上述第一套管13的外侧形成有圆筒状的第二夹缝19，其处于上述雄褡袢部8的旋转轴心轴的同轴上，该第二夹缝19内与上述第二流路11的一端侧相连。上述第二套管19内插入延伸至上述离子交换树脂层5的上部附近的第二集水管20，该第二集水管20的外周面与上述第二套管19的内周面经由O环等密封构件(省略图示)保持液密。其中，在上述第二套管19的端面上设置有引导上述第二集水管20插入的倾斜部(省略符号)。而且，上述第二集水管20的前端部安装有防止树脂粒子流出的第二滤网构件21。即，上述第二集水管20与上述第二流路11相连，同时利用上述第二滤网构件21的集水位置设定在上述阳离子交换树脂层5的上部附近。上述阳离子交换树脂层5的上部附近可以是上述阳离子交换树脂层5的上层部，也可以是上述阳离子交换树脂层5的上端面附近。

这里，上述第二集水管20的内径设定为大于上述第一集水管14外径。典型地，为了确保充分的流路截面积，上述第二集水管20的内径相当于上述第一集水管14的外径设定为1.5～3倍的范围。另外，上述两集水管14、20的轴芯与上述树脂收纳部2的轴芯设定在同轴上。即，上述两集水管14、20作为上述第一集水管14设定于内管、上述第二集水管20设定于外管的二重管结构的集水装置，安装于上述树脂收纳部2中。

上述第二滤网构件21如图5所示，主要由第二腰身部22、第二连接板23和第二底板24构成。上述第二腰身部22与上述第一腰身部16同样地构成，试图构件的通用化。上述第二连接板23安装于上述第二腰身部22的上面，另外上述第二底板24安装于上述第二腰身部22的底面。上述第二连接板23的上面形成有内径与上述第二集水管20外径基本相同设定的圆筒状第三套管25，在该第三套管25内插入上述第二集水管20的前端部。另外，在上述第二连接板23的中心部穿设有与上述第二集水管20内径相同的孔。另一方面，上述第二底板24的中心部穿设有与上述第一集水管14的外径等径、或稍微大些的孔，按照可以贯通上述第一集水管14而形成。这里，上述第二滤网构件21通常固定、一体化于上述第二集水管20，使得不容易脱落。

在上述第二套管19的外侧形成有环状壁26，其处于上述雄褡袢部8的旋转中心轴的同轴上。由该环状壁26和上述套管18划分的部分设定于集水路27，该集水路27内与上述第三流路12的一端侧相连。而且，在上述环状壁26上安装有防止树脂粒子流出的第三滤网构件28。即，上述第三流路12与上述树脂收纳部2内相连。

上述第三滤网构件28主要由第三腰身部29和第三底板30构成。上述第三腰身部29为圆筒状的构件，侧面上形成有多个夹缝(省略图示)。这些夹缝通常其宽度设定为0.1～0.3mm的范围，使得微细的树脂粒子不易通过。安装上述第三底板30使得封闭上述第三腰身部29的底面。上述第三底板29的中心部穿设有与上述第二集水管20的外径等径或稍大些的孔，可以贯通上述第二集水管20。这里，上述第三滤网构件28通常被褡袢31、31...固定于上述环状壁26上，使得不易从上述盖构件7上脱落。

这里，具体地说明第一实施方式所涉上述树脂收纳部2的组装方法之一例。该组装方法中，预先将上述第一滤网构件15固定于上述第一集水管14的前端部，将上述第二滤网构件21固定于上述第二集水管20的前端部，将上述第三滤网构件28固定于上述盖构件71。另外，在上述第一套管13和上述第二套管19的各内周面上安装O环等密封构件(省略图示)。而且，上述盖构件7以一体地安装有上述控制阀单元3的状态使用。

首先，以上述树脂筒6内为空的状态将上述第一集水管14插入到上述树脂筒6的底部后，填充规定量的阳离子交换树脂。这里，在填充阳离子交换树脂之前，还可以填充硅石等支撑材料(省略图示)直至埋没上述第一滤网构件15的程度。另外，将上述第二集水管20插入到上述第二套管19内，与上述盖构件7成为一体。

接着，按照使穿设于上述第二底板24中央部的孔(省略图示)贯通上述第一集水管14，将与上述盖构件7一体化的上述第二集水管20从上述第二滤网构件21侧沿着上述第一集水管14插入，使上述第一集水管14的上端部与设置于上述第一套管13端面的上述倾斜部(省略符号)相连。而且，在使上述雄褡袢部8和上述雌褡袢部9的位置对合后，将上述盖构件7与上述控制阀单元3一起螺入上述树脂筒6的开口部中结合。此时，上述两集水管14、20作为上述盖构件7的旋转中心轴发挥作用，另外，由于上述第一集水管14随着上述盖构件7的旋转而插入到上述第一套管13内，因此可以容易地组装上述树脂收纳部2。而且，在上述树脂收纳部2的组装后进行阳离子交换树脂的交换等时，通过相反的顺序可以容易地分解上述树脂收纳部2。

再次参照图1详细地说明上述离子交换装置1的整体构成图。在上述第三流路12上经由上述控制阀单元3连接有原水线路32。另外，在上述第一流路10上经由上述控制阀单元3连接有处理水线路33。即，上述原水线路32和上述处理水线路33的一部分分别形成于上述控制阀单元3内。

在上述原水线路32内由上游侧开始按顺序设有过滤器34和第一开关阀35，该第一开关阀35构成上述控制阀单元3。这里，上述过滤器34是为了捕获原水中的垃圾或从配管剥离的锈等固体、防止上述阳离子交换树脂层5的阻塞或污染而设置。在上述过滤器34中使用的滤材为金属制网或合成树脂制网的滤网材料，通常其网孔设定为250～300μm的范围。另外，在上述处理水线路33上设有第二阀36，该第二阀36构成上述控制阀单元3。

这里，更加详细地说明上述控制阀单元3的构成。在上述控制阀单元3内，上述第一阀35的上游侧的上述原水线路32通过上述第二阀36的下游侧上述处理水线路33和旁通线路37连接。该旁通线路37上设有第三阀38。该第三阀38的上游侧的上述旁通线路37通过上述第二阀36的上游侧的上述处理水线路33和再生剂制备线路39连接。该再生剂制备线路39上从上述旁通线路侧37侧按顺序设置有第四阀40、第一节流孔41和第一喷射器42。这里，上述第一节流孔41用于将供至上述第一喷射器42中的原水调节至规定范围的流量。另外，在上述第一节流孔41和上述第一喷射器42之间的上述再生剂制备线路39通过上述第一阀35的下游侧的上述原水线路32和分支线路43连接。该分支线路43上从上述原水线路32侧开始按顺序设置有第五阀44和第二节流孔45。这里，上述第二节流孔45是为了在后述的再生工序和挤出工序中抑制上述阳离子交换树脂层5的流动，将供给的原水调节至规定范围的流量。

上述第一喷射器42在喷嘴部(省略符号)的喷出侧通过配置于上述再生剂罐4内的浮球阀单元46和再生剂供给线路47连接，该再生剂供给线路47上设有第六阀48。即，上述第一喷射器42利用从上述喷嘴部喷出原水时所产生的负压，能够吸引上述再生剂罐4内的再生剂原液(例如氯化钠的饱和水溶液)。而且，上述第一喷射器42中，来自上述再生剂罐47的再生剂原液通过原水稀释至规定浓度(例如8～12重量％)。

上述再生剂罐4为制备上述阳离子交换树脂层5的再生中所用的再生剂原液的罐，在其内部储存有固体盐49(例如粒状或丸状的氯化钠)。而且，通过将该固形盐49与经由上述再生剂供给线路47补充至上述再生剂罐4内的软水相接触，将其溶解，生成再生剂原液。

上述浮球阀单元46在经由上述再生剂供给线路47向上述再生剂罐4内补充软水时，与浮球50连动的阀体51上升，在规定水位工作以便阻断软水的流入。相反，上述浮球阀单元46在上述第一喷射器42内为负压时，与上述浮球50连动的上述阀体51下降、工作，以便将再生剂原液流出到上述再生剂供给线路47中。而且，当上述再生剂罐47内的再生剂原液消耗至规定水位时，装在上述浮球阀单元46内的中空球52向上述再生剂供给线路47的流入口移动，阻断再生剂原液和空气的吸引。

在上述第二阀36的上游侧的上述处理水线路33上连接有向上述控制阀单元3的外部延伸的第一排水线路53。该第一排水线路53上设有第七阀54。另外，上述第一阀35的下游侧的上述原水线路32通过上述第七阀54的下游侧的上述第一排水线路53和第二排水线路55连接。该第二排水线路55上从上述原水线路32侧开始按顺序设置有第八阀56和第三节流孔57。这里，上述第三节流孔57用于将来自上述树脂筒6的排水量调节至规定范围的流量。而且，上述第二流路11通过上述第七阀54的下游侧的上述第一排水线路53和第三排水线路58而连接，该第三排水线路58上设有第九阀59。

上述控制阀单元3中，上述各阀35、36、38、40、44、48、54、56、59可以采用各种工作结构和阀构造。具体地说，特别优选通过凸轮结构工作的升降式或隔膜式的流路开关阀、通过齿轮结构工作的滑动活塞式的流路开关阀等。

以下，参照图6～图11详细地说明第一实施方式的上述离子交换装置1的通水动作和再生动作。

在上述通水动作中，如图6所示，通过上述控制器(省略图示)的指令信号，上述第一开关阀35和上述第二开关阀36分别设定为打开状态。另一方面，上述第三开关阀38、上述第四开关阀40、上述第五开关阀44、上述第六开关阀48、上述第七开关阀54、上述第八开关阀56和上述第九开关阀59分别设定为关闭状态。流过上述原水线路32的自来水、地下水、工业用水等原水首先用上述过滤器34将固体物除去，经由上述第三流路12供给后，在上述树脂收纳部2的上部从上述第三滤网构件28配水。该原水在以下降流流过上述阳离子交换树脂层5的过程中，硬度成分被置换为钠离子，被软水化。将通过上述阳离子交换树脂层5的软水在上述树脂收纳部2的底部处集水于上述第一滤网构件15后，经由上述第一集水管14、上述第一流路10和上述处理水线路33排出，供给至需要位置。而且，通过采集规定量的软水，当阳离子交换树脂不能再置换硬度成分时，实施上述再生动作。

上述再生动作为了恢复阳离子交换树脂的硬度成分除去能力，按顺序进行逆洗工序、再生工序、挤出工序、洗涤工序和补水工序。即，上述再生动作通常设定为在不使用软水的深夜实施，但在夜间也需要软水的需要位置中，将多台上述离子交换装置1并联或串联地设置，交替进行上述通水动作。

上述逆洗工序中，如图7所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第二阀26、上述第三阀38和上述第八阀56分别设定为打开状态。另一方面，将上述第一阀35、上述第四阀40、上述第五阀44、上述第六阀48、上述第七阀54和上述第九阀58设定为关闭状态。将流过上述原水线路32的原水经由上述旁通线路37、上述处理水线路33、上述第一流路10和上述第一集水管14供给后，在上述树脂收纳部20的底部从上述第一滤网构件15配水。该原水以上升流流过上述树脂收纳部2内，一边展开上述阳离子交换树脂层5一边洗去由于堆积的悬浊物质或破碎等所产生的微细树脂粒子。然后，将通过上述阳离子交换树脂层5的原水在上述树脂收纳部2的上部处集水于上述第三滤网构件28，经由上述第三流路12、上述原水线路32的一部和上述第二排水线路55从上述第一排水线路53排出到体系外。开始上述逆洗工序规定时间后，移至上述再生工序。

上述再生工序中，如图8所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第三阀38、上述第四阀40、上述第五阀44、上述第六阀48和上述第九阀59分别设定为打开状态。另外，将上述第一阀35、上述第二阀36、上述第七阀54和上述第八阀56分别设定为关闭状态。流过上述原水线路32的原水制成稀释水，经由上述旁通线路37和上述再生剂制备线路39供给至上述第一喷射器42的一侧。在上述第一喷射器42中，当上述喷嘴部(省略符号)的喷出侧产生负压时，上述再生剂供给线路47内也变为负压，与上述浮球50连动的上述阀体51下降。结果，上述再生剂罐4内的再生剂原液可以经由上述再生剂供给线路47吸引，在上述第一喷射器42内利用原水将再生剂原液稀释至规定浓度，制备再生剂。将来自上述第一喷射器42的再生剂经由上述再生剂制备线路39、上述处理水线路33、上述第一流路10和上述第一集水管14供给后，在上述树脂收纳部2的底部从上述第一滤网构件15配水。该再生剂以上升流通过上述阳离子交换树脂层5，再生树脂粒子。即，在第一实施方式中，相对于上述阳离子交换树脂层5进行对流再生，另外，在上述再生工序中将在上述第一喷射器42的一侧分支的原水的一部分经由上述分支线路43、上述原水线路32的一部和上述第三流路12供给后，在上述树脂收纳部2的上部处从上述第三滤网构件28配水。该下降流的原水向下挤压上述阳离子交换树脂层5，抑制上升流的再生剂所导致的上述阳离子交换树脂层5展开和流动。而且，将通过上述阳离子交换树脂层5的再生剂和供给至上述树脂收纳部2上部的原水在上述阳离子交换树脂层5的上部集水于上述第二滤网构件21后，经由上述第二集水管20、上述第二流路11、上述第三排水线路58从上述第一排水线路53排出到体系外。这里，当上述再生剂罐4内的再生剂原液消耗到规定水位时，上述中空球52向上述再生剂供给线路47的流入口移动，阻断再生剂原液和空气的吸引。而且，开始上述再生工序经过规定时间时，移至上述挤出工序。

在上述挤出工序中，如图9所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第三阀38、上述第四阀40、上述第五阀44和上述第九阀59分别设定为打开状态。另一方面，将上述第一阀35、上述第二阀36、上述第六阀48、上述第七阀54和上述第八阀56分别设定为关闭状态。流过上述原水线路32的原水作为挤出水经由上述旁通线路37和上述再生剂制备线路39个供给至上述第一喷射器42的一侧。此时，停止上述第一喷射器42的再生剂原液的吸引。来自上述第一喷射器42的原水经由上述再生剂制备线路39、上述处理水线路33、上述第一流路10和上述第一集水管14被供给后，在上述树脂收纳部2的底部处从上述第一滤网构件15配水。该原水在挤出再生剂的同时以上升流通过上述阳离子交换树脂层5，继续再生树脂粒子。另外，上述挤出工序中，在上述第一喷射器42的一侧处分支的原水的一部分经由上述分支线路43、上述原水线路32的一部份和上述第三流路12被供给后，在上述树脂收纳部2的上部从上述第三滤网构件28配水。该下降流的原水向下挤压上述阳离子交换树脂层5，通过上升流的再生剂和原水，抑制上述阳离子交换树脂层5展开和流动。而且，将通过上述阳离子交换树脂层5的再生剂和原水在上述阳离子交换树脂层5的上部集水于上述第二滤网构件21后，经由上述第二集水管20、上述第二流路11、上述第三排水线路58从上述第一排水线路53排出。开始上述挤出工序经过规定时间时，移至上述洗涤工序。

上述洗涤工序中，如图10所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第一阀35、上述第三阀38和上述第七阀54分别设定为打开状态。另一方面，将上述第二阀36、上述第四阀40、上述第五阀44、上述第六阀48、上述第八阀56和上述第九阀59分别设定为关闭状态。流过上述原水线路32的原水作为洗涤水经由上述第三流路12被供给后，在上述树脂收纳部2的上部从上述第三滤网构件28配水。该原水一边洗涤残留于上述树脂筒6内的再生液，一边以下降流通过上述阳离子交换树脂层5。然后，将通过上述阳离子交换树脂层5的原水在上述树脂收纳部2的底部集水于上述第一滤网构件15后，经由上述第一集水管14、上述第一流路10、上述处理水线路33的一部分和上述第一排水线路53被排出到体系外。开始上述洗涤工序规定时间时，实施上述补水工序。

上述补水工序后，如图11所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第一阀35、上述第三阀38和上述第六阀48分别设定为打开状态。另一方面，将上述第二阀36、上述第四阀40、上述第五阀44、上述第七阀54、上述第八阀56和上述第九阀59分别设定为关闭状态。流过上述原水线路32的原水作为补充水经由上述第三流路12被供给后，在上述树脂收纳部2的上部从上述第三滤网构件28配水。该补充水以下降流通过上述阳离子交换树脂层5被软水化。通过上述阳离子交换树脂层5的补充水在上述树脂收纳部2的底部集水于上述第一滤网构件15后，经由上述第一集水管14、上述第一流路10、上述处理水线路33的一部分和上述再生剂制备线路39被供给至上述第一喷射器42的另一侧。来自上述第一喷射器42的补充水经由上述再生剂供给线路47被供给至上述再生剂罐4内。另外，在上述再生剂罐4内，随着水位的上升，与上述浮球50连动的上述阀体51上升，在规定水位阻断补充水的流入。而且，所补充的软水在上述通水动作中将储存于上述再生剂罐4内的上述固体盐49溶解，生成再生剂原液。上述补水工序结束时，再次实施上述通水动作。

上述再生动作中，根据需要位置的要求供给在上述树脂收纳部2中迂回的原水。在上述再生动作中，由于上述第三阀38时常设定为打开状态，因此流过上述第一阀35上游侧的上述原水线路32的原水经由上述旁通线路37被供给至上述第二阀36下游侧的上述处理水线路33。结果，在上述再生动作中，也可以在需要位置使用水。

根据以上的第一实施方式，可以实现能够对应对流再生、且简化集水装置的离子交换装置。结果，与进行并流再生的离子交换装置相比，可以在具有同等组装性或保养性的同时，确保高品质的处理水，还可以节约再生剂。

(第二实施方式)

接着，根据附图详细地说明本发明的第二实施方式。图12表示第二实施方式离子交换装置的整体构成图。第二实施方式的离子交换装置为上述第一实施方式的变形例，为代替对流再生通过分流再生进行再生的构成。图12中，离子交换装置60与上述第一实施方式相同，主要具有上述树脂收纳部2、上述控制阀单元3和上述再生剂罐4。

这里，首先参照图13说明第二实施方式的上述树脂收纳部2的构成。图13为表示上述树脂收纳部2的整体构成的说明图。图13中，与上述第一实施方式相同的符号表示相同构件，省略其详细说明。在第二实施方式中，上述第二集水管20成为上述第二滤网构件21位置设定于上述阳离子交换树脂层5的中央部附近的构成。另外，上述第二滤网构件21的底面侧用固定于上述第一集水管14管壁的针61支撑，使得上述第二集水管20不从上述盖构件7脱落(参照图5)。

这里，具体地说明第二实施方式所涉上述树脂收纳部2的组装方法之一例。该组装方法中，预先将上述第一滤网构件15固定在上述第一集水管14的前端部上，将上述第二滤网构件21固定在上述第二集水管20的前端部上，将上述第三滤网构件28固定在上述盖构件7上。另外，在上述第一集水管14的管壁上固定有上述针61。上述第一套管13和上述第二套管19的各内周面上安装有O环等密封构件(省略图示)。而且，上述盖构件7以一体安装于上述控制阀单元3的状态使用。

首先，按照使穿设于上述第二底板24中央部的孔(省略图示)贯通上述第一集水管14，将上述第二集水管20从上述第二滤网构件21侧沿着上述第一集水管14插入，使上述第二滤网构件21接触于上述针61合并上述两集水管14、20。然后，在上述树脂筒6内为空的状态将上述第一集水管14和上述第二集水管20同时插入至上述树脂筒6的底部后，填充规定量的阳离子交换树脂。这里，在填充阳离子交换树脂之前，还可以填充硅石等支撑材料(省略图示)达到上述第一滤网构件15埋没的程度。

接着，使上述两集水管14、20的上端部分别与设置在上述第一套管13和上述第二套管19的各端面的倾斜部(省略符号)连接。之后，在使上述雄褡袢部8和上述雌褡袢部9的位置对合后，将上述盖构件7与上述控制阀单元3一起螺入上述树脂筒6中结合。此时，上述两集水管14、20作为上述盖构件7的旋转中心轴发挥作用，另外，由于上述第一集水管14和上述第二集水管20随着上述盖构件7的旋转而分别插入到上述第一套管13内和上述第二套管19内，因此可以容易地组装上述树脂收纳部2。而且，在上述树脂收纳部2的组装后进行阳离子交换树脂的交换等时，通过相反的顺序可以容易地分解上述树脂收纳部2。

接着，再次参照图12说明上述离子交换装置60的整体构成图。图12中，与上述第一实施方式相同的符号表示相同的构件，省略其详细说明。

上述离子交换装置60中，上述第三阀38的上游侧的上述旁通线路37通过上述第二阀36的上游侧的上述处理水线路33和上述再生剂制备线路39连接。该再生剂制备线路39上从上述旁通线路37侧开始按顺序设有上述第四阀40、上述第一节流孔41和上述第一喷射器42。另外，在上述第一节流孔41和上述第一喷射器42之间的上述再生剂制备线路39通过上述第一阀35的下游侧的上述原水线路32和分支线路43连接。该分支线路43上从上述原水线路32侧开始按顺序设置有第五阀44和第二节流孔62。这里，上述各喷射器42、62在各个喷嘴部(省略符号)的喷出侧处，通过配置在上述再生剂罐4内的上述浮球阀单元46和上述再生剂供给线路47连接。

以下，参照图14～图19详细地说明第二实施方式的上述离子交换装置60的通水动作和再生动作。

上述通水动作中，如图14所示，根据来自上述控制器(省略图示)的指令信号，将上述第一阀35和上述第二阀36分别设定为打开状态。另一方面，将上述第三阀38、上述第四阀40、上述第五阀44、上述第六阀48、上述第七阀54、上述第八阀56和上述第九阀59分别设定为关闭状态。流过上述原水线路32的自来水、地下水、工业用水等原水首先利用上述滤过器34除去固体物后，经由上述第三流路12供给后，在上述树脂收纳部2的上部从上述第三滤网构件28配水。该原水在以下降流通过上述阳离子交换树脂层5的过程中硬度成分置换为钠离子，被软水化。通过上述阳离子交换树脂层5的软水在上述树脂收纳部2的底部集水于上述第一滤网构件15后，经由上述第一集水管14、上述第一流路10、上述处理水线路33排出，被供给至需要位置。当通过采取规定量的软水，阳离子交换树脂不能置换硬度成分时，实施上述再生动作。

上述再生动作为了恢复阳离子交换树脂的硬度成分除去能力，与上述第一实施方式同样，按顺序进行逆洗工序、再生工序、挤出工序、洗涤工序和补水工序。

在上述逆洗工序中，如图15所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第二阀36、上述第三阀38和上述第八阀56分别设定为打开状态。另一方面，将上述第一阀35、上述第四阀40、上述第五阀44、上述第六阀48、上述第七阀54和上述第九阀58设定为关闭状态。将流过上述原水线路32的原水经由上述旁通线路37、上述处理水线路33、上述第一流路10和上述第一集水管14供给后，在上述树脂收纳部20的底部从上述第一滤网构件15配水。该原水以上升流流过上述树脂收纳部2内，一边展开上述阳离子交换树脂层5一边洗去由于堆积的悬浊物质或破碎等所产生的微细树脂粒子。然后，将通过上述阳离子交换树脂层5的原水在上述树脂收纳部2的上部处集水于上述第三滤网构件28，经由上述第三流路12、上述原水线路32的一部分和上述第二排水线路55从上述第一排水线路53排出到体系外。开始上述逆洗工序规定时间后，移至上述再生工序。

上述再生工序中，如图16所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第三阀38、上述第四阀40、上述第五阀44、上述第六阀48和上述第九阀59分别设定为打开状态。另外，将上述第一阀35、上述第二阀36、上述第七阀54和上述第八阀56分别设定为关闭状态。流过上述原水线路32的原水作为稀释水，经由上述旁通线路37、上述再生剂制备线路39和上述分支线路43供给至上述各喷射器42、62的一侧。在上述各喷射器42、62中，当上述喷嘴部(省略符号)的喷出侧产生负压时，上述再生剂供给线路47内也变为负压，与上述浮球50连动的上述阀体51下降。结果，上述再生剂罐4内的再生剂原液可以经由上述再生剂供给线路47吸引，在上述各喷射器42、62内分别利用原水将再生剂原液稀释至规定浓度，制备再生剂。将来自上述第一喷射器42的再生剂经由上述再生剂制备线路39、上述处理水线路33、上述第一流路10和上述第一集水管14供给后，在上述树脂收纳部2的底部从上述第一滤网构件15配水。该再生剂以上升流通过上述阳离子交换树脂层5，再生上述阳离子交换树脂层5的下层部。另一方面，将来自上述第二喷射器62的再生剂经由上述分支线路43、上述原水线路32的一部分和上述第三流路12供给后，在上述树脂收纳部2的上部处从上述第三滤网构件28配水。该再生液以下降流通过上述阳离子交换树脂层5，使上述阳离子交换树脂层5的上层部再生。即，在第二实施方式中，相对于上述阳离子交换树脂层5进行分流再生。此时，下降流的再生剂向下挤压上述阳离子交换树脂层5，抑制上升流的再生剂所导致的上述阳离子交换树脂层5展开和流动。而且，将通过上述阳离子交换树脂层5的再生剂在上述阳离子交换树脂层5的中央部集水于上述第二滤网构件21后，经由上述第二集水管20、上述第二流路11、上述第三排水线路58从上述第一排水线路53排出到体系外。这里，当上述再生剂罐4内的再生剂原液消耗到规定水位时，上述中空球52向上述再生剂供给线路47的流入口移动，阻断再生剂原液和空气的吸引。而且，开始上述再生工序经过规定时间时，移至上述挤出工序。

在上述挤出工序中，如图17所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第三阀38、上述第四阀40、上述第五阀44和上述第九阀59分别设定为打开状态。另一方面，将上述第一阀35、上述第二阀36、上述第六阀48、上述第七阀54和上述第八阀56分别设定为关闭状态。流过上述原水线路32的原水作为挤出水经由上述旁通线路37和上述再生剂制备线路39分别供给至上述各喷射器42、62的一侧。此时，停止上述各喷射器42、46的再生剂原液的吸引。将来自上述第一喷射器42的原水经由上述再生剂制备线路39、上述处理水线路33、上述第一流路10和上述第一集水管14供给后，在上述树脂收纳部2的底部处从上述第一滤网构件15配水。该原水在挤出再生剂的同时以上升流通过上述阳离子交换树脂层5，继续再生上述阳离子交换树脂层5的下层部。另外，将来自上述第二喷射器62的原水经由上述分支线路43、上述原水线路32的一部分和上述第三流路12供给后，在上述树脂收纳部2的上部处从上述第三滤网构件28配水。该原水在挤出再生剂的同时以下降流通过上述阳离子交换树脂层5，继续再生上述阳离子交换树脂层5的上层部。此时，下降流的原水向下挤压上述阳离子交换树脂层5，通过上升流的原水抑制上述阳离子交换树脂层5展开和流动。而且，将通过上述阳离子交换树脂层5的再生剂和原水在上述阳离子交换树脂层5的中央部集水于上述第二滤网构件21后，经由上述第二集水管20、上述第二流路11、上述第三排水线路58从上述第一排水线路53排出到体系外。开始上述挤出工序经过规定时间时，移至上述洗涤工序。

上述洗涤工序中，如图18所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第一阀35、上述第三阀38和上述第七阀54分别设定为打开状态。另一方面，将上述第二阀36、上述第四阀40、上述第五阀44、上述第六阀48、上述第八阀56和上述第九阀59分别设定为关闭状态。将流过上述原水线路32的原水作为洗涤水经由上述第三流路12供给后，在上述树脂收纳部2的上部从上述第三滤网构件28配水。该原水一边洗涤残留于上述树脂筒6内的再生液，一边以下降流通过上述阳离子交换树脂层5。然后，将通过上述阳离子交换树脂层5的原水在上述树脂收纳部2的底部集水于上述第一滤网构件15后，经由上述第一集水管14、上述第一流路10、上述处理水线路33的一部分和上述第一排水线路53排出到体系外。开始上述洗涤工序规定时间时，实施上述补水工序。

上述补水工序后，如图19所示，根据来自上述控制器的指令信号，将上述第一阀35、上述第三阀38和上述第六阀48分别设定为打开状态。另一方面，将上述第二阀36、上述第四阀40、上述第五阀44、上述第七阀54、上述第八阀56和上述第九阀59分别设定为关闭状态。流过上述原水线路32的原水作为补充水经由上述第三流路12被供给后，在上述树脂收纳部2的上部从上述第三滤网构件28配水。该补充水以下降流通过上述阳离子交换树脂层5被软水化。通过上述阳离子交换树脂层5的补充水在上述树脂收纳部2的底部集水于上述第一滤网构件15后，经由上述第一集水管14、上述第一流路10、上述处理水线路33的一部分和上述再生剂制备线路39被供给至上述第一喷射器42的另一侧。来自上述第一喷射器42的补充水经由上述再生剂供给线路47被供给至上述再生剂罐4内。另外，在上述再生剂罐4内，随着水位的上升，与上述浮球50连动的上述阀体51上升，在规定水位阻断补充水的流入。而且，所补充的软水在上述再生动作中将储存于上述再生剂罐4内的上述固体盐49溶解，生成再生剂原液。上述补水工序结束时，再次实施上述通水动作。

上述再生动作中，根据需要位置的要求供给在上述树脂收纳部2中迂回的原水。在上述再生动作中，由于上述第三阀38时常设定为打开状态，因此流过上述第一阀35上游侧的上述原水线路32的原水经由上述旁通线路37被供给至上述第二阀36下游侧的上述处理水线路33。结果，在上述再生动作中，也可以在需要位置使用水。

根据以上的第二实施方式，可以实现能够对应对流再生、且简化集水装置的离子交换装置。结果，与进行并流再生的离子交换装置相比，可以在具有同等组装性或保养性的同时，确保高品质的处理水，还可以节约再生剂。

(其它实施方式)

在上述第一实施方式和上述第二实施方式中，说明使用上述离子交换装置1、60作为软水装置的情况，也可以用于其它用途。例如，在上述离子交换装置1、60中，当将上述阳离子交换树脂5置换为阴离子交换树脂时，则可以作为硝酸性氮除去装置使用。而且，例如设置2台上述离子交换装置1、60的任一种，在第一离子交换装置中使用阳离子交换树脂的同时在再生剂原液中使用酸，或者在第二离子交换装置中使用阴离子交换树脂的同时在再生剂原液中使用碱，可以作为二塔式的纯水制造装置使用。

Claims (3)

1.一种离子交换装置，其特征在于，其具有与形成于树脂收纳部盖构件的第一流路相连通的第一集水管、与形成于上述盖构件的第二流路相连通的第二集水管，上述第二集水管的内径设定为大于上述第一集水管外径，同时上述两集水管构成它们的轴芯与上述树脂收纳部轴芯设定于同轴的二重管，在上述盖构件上进一步形成与上述树脂收纳部内相连通的第三流路。

2.权利要求1所述的离子交换装置，其特征在于，在将上述第一集水管的集水位置设定在上述树脂收纳部底部附近的同时，将上述第二集水管的集水位置设定在离子交换树脂层的上部附近。

3.权利要求1所述的离子交换装置，其特征在于，在将上述第一集水管的集水位置设定在上述树脂收纳部底附近的同时，将上述第二集水管的集水位置设定在离子交换树脂层的中央部附近。

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