JP2003053339A - 再生機能付き軟水器及びその再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】陽イオン交換体の再生に供される水量を少なく
でき、また、再生効率が向上する再生機能付き軟水器及
びその再生方法を提供する。 【解決手段】イオン交換槽１２内の陽イオン交換体１２
１を再生する際は、電解槽１１の陽電極１１６が配置さ
れた部屋では電解により水素イオンが多量に含有された
再生水が生成され、更に、この再生水は循環手段２によ
り電解槽１１とイオン交換槽１２との間で循環する。こ
の再生水の循環により陽イオン交換体１２１ではカルシ
ウムイオン等が除去され、また、電解槽１１では再生水
の水素イオン濃度を回復させている。この再生水の循環
が所定時間継続されることにより、陽イオン交換体１２
全体が再生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原水のミネラル成
分を陽イオン交換体で除去して軟水を生成し、また、ミ
ネラル成分を取り込んだ陽イオン交換体に再生水を流し
て陽イオン交換体を再生させる再生機能付き軟水器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】家庭用蒸気発生装置、加湿器、食器洗い
器、洗濯機などに使用される水は、一般に水道水や井戸
水など、カルシウムイオン（Ｃａ²⁺）やマグネシウムイ
オン（Ｍｇ²⁺）等の硬度成分が含まれている水であり、
このため、これらの機器を継続して使用するときは、機
器内にスケールが付着して伝熱不良、配管閉塞等を起こ
すおそれがあった。そこで、このような問題点を解決す
るため、水道水を陽イオン交換体に通し、水道水に含ま
れているカルシウムイオンをイオン交換により除去す
る、軟水器が実用化されている。このイオン交換反応を
化学式で示すと以下のようになる。

【０００３】２ＲーＳＯ₃Ｈ＋Ｃａ²⁺ →（ＲーＳＯ₃）
₂ Ｃａ＋２Ｈ⁺ ２ＲーＳＯ₃Ｈ＋Ｍｇ²⁺ →（ＲーＳＯ₃）₂ Ｍｇ＋２Ｈ⁺ このように、水道水中のカルシウムイオンなどを陽イオ
ン交換樹脂の水素イオンと置換して水道水が軟水化する
ため、陽イオン交換樹脂の水素イオンが減少するに従っ
て軟水化機能が低下する。

【０００４】このような点を解決した軟水器として、特
開平６−２９６９６３号公報に記載されたものが提案さ
れている。この軟水器は、陽イオン交換樹脂が充填され
たイオン交換槽の上流に電解槽を配置したものであり、
陽イオン交換樹脂を再生する際、電解槽内で水素イオン
を多量に含有した再生水を生成し、この再生水を陽イオ
ン交換樹脂に流し、陽イオン交換樹脂の再生を行ってい
る。なお、この再生時のイオン交換反応は軟水化反応と
逆の反応となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後者の
再生機能付き軟水器では、陽イオン交換樹脂を再生する
際、陽イオン交換樹脂全体を再生するまで、電解槽内に
水道水を供給し、これを電解して陽イオン交換樹脂に流
し続けなければならず、再生用の水道水が多量に必要に
なるという問題点を有していた。

【０００６】本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、
陽イオン交換体の再生に供される水量を少なくでき、ま
た、再生効率が向上する再生機能付き軟水器及びその再
生方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、請求項１の発明は、隔膜を間にして２つの部
屋を形成するとともに各部屋に陰極と陽極の電極がそれ
ぞれ別個に配置された電解槽と、陽イオン交換体を充填
したイオン交換槽とを備え、原水をイオン交換槽に流し
て軟水を生成する一方、電解槽の水を電解して水素イオ
ンが多量に含有された再生水を生成し、この再生水をイ
オン交換槽内の陽イオン交換体に通して陽イオン交換体
を再生する再生機能付き軟水器において、電解槽とイオ
ン交換槽との間で再生水を循環させる循環手段を有する
構造となっている。

【０００８】請求項１の発明によれば、イオン交換槽内
の陽イオン交換体を再生する際は、電解槽の陽極が配置
された部屋では電解により水素イオンが多量に含有され
た再生水が生成され、更に、この再生水は循環手段によ
り電解槽とイオン交換槽との間で循環する。この再生水
の循環により陽イオン交換体ではカルシウムイオン等が
除去され、また、電解槽では再生水の水素イオン濃度を
回復させている。この再生水の循環が所定時間継続され
ることにより、陽イオン交換体全体が再生される。

【０００９】請求項２の発明の如く、循環手段はイオン
交換槽を通った再生水を電解槽に導く戻し管を有し、こ
れにより、電解槽→イオン交換槽→戻し管路→電解槽と
いう再生水の循環系が形成される。また、ポンプ手段を
駆動することにより循環系に再生水が循環する。

【００１０】請求項３の発明の如く、循環手段が排水手
段を有することにより、再生水による再生が終了した後
に、排水手段により再生水を器外に排出できる。

【００１１】請求項４の発明は、循環手段の経路中又は
イオン交換槽内に再生水中の有効塩素成分を除去する活
性炭部を設けている。電解により電解槽内で有効塩素が
生成されるが、この有効塩素成分が活性炭部で除去され
る。従って、再生工程中に、有効塩素により陽イオン交
換体が劣化することがない。なお、この活性炭部はイオ
ン交換槽内の上流側に設置すると良い（請求項５）。

【００１２】請求項６の発明は、隔膜をイオン交換膜で
形成し、陽極側の部屋と陰極側の部屋がイオン交換膜で
仕切られる構造となっている。これにより、電解槽内に
戻された再生水中のカルシウムイオンやマグネシウムイ
オンが陰極側の部屋に留まる一方、陽極側の部屋では水
素イオン濃度が高くなる。この水素イオン濃度が高くな
った水を再生水として循環させることにより、イオン交
換体の再生を効率よく行うことができる。また、この再
生水を電解槽とイオン交換槽との間で循環させることに
より、再生水の残留水素イオンと相まって陽極側の部屋
の水素イオン濃度が更に高くなり再生効率が更に向上す
る。更に、陰極側の部屋では同じくカルシウムイオンや
マグネシウムイオンのイオン濃度が高くなるが、このミ
ネラルイオン濃度が高くなることにより、各電極間の電
気伝導度が高くなり、電解効率が向上する。

【００１３】請求項７の発明では、戻し管が電解槽の陽
極側の部屋に接続した構造となっているため、未反応残
留水素イオンが再利用され、水素イオン濃度が更に高く
なり再生効率が向上する。

【００１４】請求項８の発明では、電解槽と電解槽の陽
極側の部屋に配管接続する活性炭部とを備え、電解槽を
イオン交換槽の上流側に、活性炭部をイオン交換槽の上
流側にそれぞれ配管接続するとともに、イオン交換槽内
の再生水を電解槽、活性炭部及びイオン交換槽へと順次
循環させるポンプ手段を配管中に設置した構造となって
いる。このように、イオン電解槽に対して、配管接続し
た、電解槽、活性炭部及びポンプ手段を別個に設けてい
るため、これらの再生処理機を再生機能を持たない既存
の軟水器に適用することできる。

【００１５】請求項９の発明は、電解槽に電解促進剤の
添加口を設けており、これにより、電解促進剤、例えば
塩化ナトリウム（食塩）を再生水に添加して電解効率を
向上させることができる。

【００１６】請求項１０の発明から請求項１４の発明
は、再生処理を行うタイミングを規定したものであり、
請求項１０の発明では通水総時間に基づき再生処理を行
い、請求項１１の発明では通水総量に基づき再生処理を
行い、請求項１２及び請求項１３の発明では導電率に基
づき再生処理を行い、請求項１４の発明ではｐＨ値に基
づき再生処理を行っている。

【００１７】なお、請求項１５の発明から請求項１８の
発明は、再生機能付き軟水器の再生方法に係るものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明に係る再生機
能付き軟水器の第１実施形態を示すもので、図１は軟水
器の概略断面図、図２は再生処理の駆動制御回路を示す
ブロック図、図３は再生処理の駆動制御を示すフローチ
ャート、図４はカルシウムイオン、マグネシウムイオ
ン、水素イオンの電気泳動状態を示す断面図である。

【００１９】この軟水器は、図１に示すように、縦長の
器本体１を有し、器本体１内の上部には電解槽１１を形
成し、この電解槽１１の下方にはイオン交換槽１２を形
成している。

【００２０】電解槽１１の上部には給水口１１１が開口
しており、この給水口１１１に連結した導水管１３を通
じて水道水等の原水が電解槽１１内に給水される。ま
た、この導水管１３には給水弁１３１が設けられてお
り、この給水弁１３１が電解槽１１への原水供給を制御
している。電解槽１１内は隔膜１１２により第１電解室
１１３と第２電解室１１４とに左右に分離されており、
この第１電解室１１３には陰極１１５が配置され、第２
電解室１１４には陽極１１６が配置されている。また、
この隔膜１１２は陰イオン交換膜で形成されており、０
Ｈ^- 等の陰イオンを透過させるが、Ｃａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺ 等
の陽イオンを透過させないようにしている。また、第１
電解室１１３の底板１１３ａは電解槽１１の中央から側
面側に向かって斜め下方に傾斜して形成されており、第
１電解室１１３の深さ寸法を第２電解室１１４のそれよ
りも低くしている。第２電解室１１４の底板１１４ａに
は多数の通水穴１１４ｂが穿設されており、第２電解室
１１４内の水が各通水穴１１４ｂを通じてイオン交換槽
１２に流れるようになっている。

【００２１】イオン交換槽１２内には陽イオン交換樹脂
１２１が充填されている。この陽イオン交換樹脂１２１
はＨ⁺とＣａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺ とをイオン交換するもので、
これにより、原水の軟水化が行われる。また、陽イオン
交換樹脂１２１は通水性を有する不織布等の保持部材１
２２でイオン交換槽１２内に保持されている。また、イ
オン交換槽１２の底部にはイオン交換槽１２内の水を出
水する出水口１２３が設けられており、この出水口１２
３に連結する出水管１４を通じて図示しない蛇口等に軟
水を供給するようになっている。

【００２２】以上のような構成により導水管１３を通じ
て電解槽１１内に給水された原水が図１の１点鎖線矢印
に示すように、第２電解室１１４→通水穴１１４ｂ→イ
オン交換槽１２→出水口１２３→出水管１４→蛇口と順
次流れ、このイオン交換槽１２を通る際に、原水中のＣ
ａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺ が陽イオン交換樹脂１２１で置換捕捉さ
れ、軟水が蛇口から供給される。

【００２３】本発明に係る軟水器において第１実施形態
では、イオン交換槽１２と電解槽１１との間で水を循環
させる循環手段２を形成した点に特徴を有する。

【００２４】この循環手段２は、イオン交換槽１２と電
解槽１１を接続する戻し管２１を有している。この戻し
管２１はその一端が出水管１４に接続し、他端が第１電
解室１１３の底部側に形成した戻し口１１７に接続して
いる。また、戻し管２１にはポンプ２２が設置され、ま
た、戻し管２１と出水管１４との接続部位には三方弁２
３が設置されている。この三方弁２３により戻し管２１
と出水管１４のみを接続するよう操作し、また、ポンプ
２２を駆動するときは、図１の破線矢印に示すように、
イオン交換槽１２から出水した水が、出水管１４→戻し
管２１→戻し口１１７→第１電解室１１３→隔膜１１２
→第２電解室１１４→通水穴１１４ｂ→イオン交換槽１
２→出水口１２３→出水管１４と順次流れる循環系が形
成され、これら全体として循環手段２を構成すようにな
っている。

【００２５】また、この戻し管２１には排水手段３、即
ち排水管３１と排水弁３２を有し、排水弁３２を開放し
てポンプ２２を駆動するとき、図１の２点鎖線矢印に示
すように、循環系内の水が戻し管２１及び排水管３１を
通じて排水されるようになっている。

【００２６】以上のように構成された軟水器において、
軟水の蛇口への供給は前述したとおりであるが、陽イオ
ン交換樹脂１２１の再生処理制御は図２に示すような駆
動制御回路により制御されている。

【００２７】即ち、出水管１４に接続している流量セン
サ４１と、この流量センサ４１の検知水量に基づきこれ
の実通水総量を演算するマイクロコンピュータ（以下、
マイコン）４２を有している。このマイコン４２はタイ
マ４２ａを有するとともに、通水総量と予め設定されて
いる設定通水総量とを比較して、各駆動回路４３ａ〜４
３ｅを通じて給水弁１３１、電極１１５，１１６、三方
弁２３、ポンプ２２及び排水弁３２を駆動制御する。

【００２８】この駆動制御を図３のフローチャートを参
照して説明する。即ち、蛇口への軟水供給を長時間に亘
って行うときは、前述したように陽イオン交換樹脂１２
１の軟水機能が低下する。ここで、流量センサ４１の検
知水量からの水量データから通水総量が設定通水総量に
達したか否かを判定する（Ｓ１）。この設定通水総量に
達していると判定したときは、停水中が否かを判定する
（Ｓ２）。即ち、蛇口を開けて軟水供給操作が行われて
いる最中か否かを判定する。軟水供給が行われていると
きは再生処理には入らず、この軟水供給操作の終了を待
つ。軟水供給操作が行われていないとき、或いは、軟水
供給操作が終了したときは、給水弁１３１を閉じ、各電
極１１５，１１６への直流電流の通電を開始し、三方弁
２３により戻し管２１側を開放し、更にポンプ２２を駆
動する（Ｓ３）。

【００２９】これにより、前述したように、図１の破線
矢印に示すように、イオン交換槽１２から出水した水
が、出水管１４→戻し管２１→第１電解室１１３→隔膜
１１２→第２電解室１１４→通水穴１１４ｂ→イオン交
換槽１２→出水口１２３と順次流れる。また、電解槽１
１では、図４に示すように、陽極１１６で水素イオンが
多量に生成され、この水素イオンを含有する再生水が陽
イオン交換樹脂１２１に通り、Ｈ⁺とＣａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺
とがイオン交換を行い陽イオン交換樹脂１２１が再生さ
れる。

【００３０】また、この再生操作中に、置換されたＣａ
²⁺ ，Ｍｇ²⁺ は隔膜１１２を透過できないため、電解槽
１１の第１電解室１１３側に滞留する。従って、第１電
解室１１３ではＣａ²⁺ 濃度及びＭｇ²⁺濃度が高くな
り、各電極１１５，１１６間の電気伝導度が高くなって
電解効率が向上し、再生効率が更に向上する。また、こ
のＨ⁺濃度が高くなった水を再生水として循環するの
で、陽イオン交換体１２１の再生が効率よく行われる
し、また、Ｃａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺のイオン交換槽１２への戻
り量が少なく、Ｃａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺の再置換を防止するこ
とができる。

【００３１】このような循環再生処理工程を所定時間に
亘って行い（Ｓ４）、循環再生処理時間が終了したとき
は、給水弁１３１及び排水弁３２を所定時間に亘って開
放する（Ｓ５，Ｓ６）。これにより、高濃度の再生水が
排水管３２から排水される。

【００３２】この排水工程が終了したときは、排水弁３
２を閉じ、各電極１１５，１１６への通電を停止し、三
方弁２３により戻し管２１を閉じ、ポンプ２２を停止す
る（Ｓ７）。これにより、軟水供給操作の待機状態に戻
る。

【００３３】以上のように本実施形態によれば、再生水
を電解槽１１とイオン交換槽１２との間で循環して陽イ
オン交換樹脂１２１を再生するため、再生処理に要する
水量が少なくて済み、また、高効率で再生処理を行うこ
とができる。

【００３４】なお、この実施形態に係る循環再生処理工
程では給水弁１３１を完全に閉じて運転しているが、電
解により再生水が減少するおそれがあるため、給水弁１
３１を適宜開放して再生用の水を補給するようにしても
良い。また、再生処理を終了した再生水を排水管３１を
通じて排水しているが、蛇口を通じて排水するようにし
ても良い。

【００３５】図５は本発明に係る再生機能付き軟水器の
第２実施形態を示すものである。この第２実施形態は前
記循環手段２を、第２電解室１１４と接続した構造とな
っている。即ち、再生水の循環流通路は、出水管１４→
戻し管２１→第２電解室１１４→通水穴１１４ｂ→イオ
ン交換槽１２→出水口１２３→出水管１４と順次流れる
循環系が形成されている。

【００３６】また、電解槽１１では、図６に示すよう
に、陽極１１６で水素イオンが多量に生成され、この水
素イオンを含有する再生水が陽イオン交換樹脂１２１に
通り、Ｈ⁺ とＣａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺ とがイオン交換を行い陽
イオン交換樹脂１２１が再生される。

【００３７】また、電解槽１１内に戻されたＣａ²⁺ ，
Ｍｇ²⁺ の一部は、隔膜１１２を通過し、これらのイオ
ンが陰極側の第１電解室１１３側に引き寄せられ滞留す
る。また、再生水の残留Ｈ⁺ が陽極側の第２電解室１１
４に戻るのでＨ⁺ 濃度が更に高くなり再生効率が向上す
る。また、隔膜１１２と通過したＣａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺ 濃度
が第１電解室１１３で高くなり、各電極１１５，１１６
間の電気伝導度が高くなって電解効率が向上し、再生効
率が更に向上する。

【００３８】その他の構成、作用は前記第１実施形態と
同様であるため、その説明を省略する。

【００３９】図７は本発明に係る再生機能付き軟水器の
第３実施形態を示すものである。この第３実施形態は前
記循環手段２、即ち、再生水の循環流通路である、出水
管１４→戻し管２１→第１電解室１１３→隔膜１１２→
第２電解室１１４→通水穴１１４ｂ→イオン交換槽１２
→出水口１２３→出水管１４の通路内に活性炭部、この
実施形態では活性炭収納器５１を設置したものである。
活性炭収納器５１は内部に活性炭５１１を収納してお
り、出水管１４に連通する上下の入口５１２及び出口５
１３を通じて水を活性炭５１１に通すようになってい
る。

【００４０】この実施形態によれば、電解槽１１内で再
生水を生成する際、電解により再生水の有効塩素濃度が
高くなる。しかしながら、有効塩素成分が活性炭５１１
で吸着されるため、陽イオン交換樹脂１２１の劣化が防
止される。

【００４１】なお、活性炭部は循環手段２の何れかの場
所に設置すればよく、例えば、図７の２点鎖線で示すよ
うに、戻し管２１に設置するようにしても良いし、ま
た、同じく図７の２点鎖線で示すように、イオン交換槽
１２の上部空間或いは下部空間に設置するようにしても
よい。その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様の
ため、その説明を省略する。

【００４２】図８〜図１０は本発明に係る再生機能付き
軟水器の第４実施形態を示すものである。この第４実施
形態を説明するに当たり、前記第１実施形態と共通の構
成部分は同一符号を用いて説明するとともに、また、既
に説明した構成は適宜その説明を省略する。

【００４３】この第４実施形態に係る軟水器は、前記器
本体１の上部に配置された電解槽１１において、電解槽
１１の第１及び第２電解室１１３，１１４の下部寄りに
排水口１１８ａ，１１８ｂを形成するとともに、この各
排水口１１８ａ，１１８ｂに前記と同様の排出手段３
ａ，３ｂが連結している。この排出手段３ａ，３ｂは前
記第１実施形態と同様に排水管３１ａ，３１ｂと排水弁
３２ａ，３２ｂを有している。

【００４４】各電解室１１３，１１４の上部には戻し口
１１３ｃ，１１４ｃを有している。また、循環手段２の
戻し管２１は分岐管２１１，２１２を介してそれぞれ戻
し口１１３ｃ，１１４ｃに連通している。分岐管２１
１，２１２には戻し弁２１３，２１４が設置されてお
り、各弁２１３，２１４により戻し管２１を通じて循環
する再生水の流通が規制される。

【００４５】また、イオン交換槽１２の内部は仕切板１
２４により左右に分離されており、左に第１イオン交換
室１２５を形成し、右に第２イオン交換室１２６を形成
している。各イオン交換室１２５，１２６は通水穴１１
３ｂ，１１４ｂを介して第１又は第２電解室１１３，１
１４に通じている。

【００４６】以上のような構成により導水管１３を通じ
て電解槽１１内に給水された原水は図８の１点鎖線矢印
に示すように、第１又は第２電解室１１３，１１４→通
水穴１１３ｂ，１１４ｂ→各イオン交換室１２５，１２
６→出水口１２３→出水管１４→蛇口と順次流れ、各イ
オン交換室１２５，１２６を通る際に、原水中のＣａ ²⁺
，Ｍｇ²⁺ が陽イオン交換樹脂１２１で置換捕捉され、
軟水が蛇口から供給される。

【００４７】以上のように構成された軟水器において、
陽イオン交換樹脂１２１の再生処理制御は図９に示すよ
うな駆動制御回路により制御されている。

【００４８】即ち、前記第１実施形態と同様に出水管１
４に接続している流量センサ４１と、この流量センサ４
１の検知水量に基づきこれの実通水総量を演算するマイ
コン４２を有している。このマイコン４２はタイマ４２
ａを有するとともに、通水総量と予め設定されている設
定通水総量とを比較して、各駆動回路４３ａ〜４３ｊを
通じて給水弁１３１、電極１１５，１１６、三方弁２
３、ポンプ２２、第１及び第２排水弁３２ａ，３２ｂ、
第１及び第２戻し弁２１３，２１４を駆動制御する。

【００４９】この駆動制御を図１０のフローチャートを
参照して説明する。まず、前記第１実施形態と同様に流
量センサ４１の検知水量からの水量データから通水総量
が設定通水総量に達したか否かを判定する（Ｓ１）。こ
の設定通水総量に達していると判定したときは、停水中
が否かを判定する（Ｓ２）。即ち、蛇口を開けて軟水供
給操作が行われている最中か否かを判定する。軟水供給
が行われているときは再生処理には入らず、この軟水供
給操作の終了を待つ。軟水供給操作が行われていないと
き、或いは、軟水供給操作が終了したときは、給水弁１
３１を閉じ、第１戻し弁２１３を開き、各電極１１５，
１１６への直流電流の通電を開始し、三方弁２３により
戻し管２１側を開放し、更にポンプ２２を駆動する（Ｓ
３）。

【００５０】これにより、前述したように、図８の破線
矢印に示すように、イオン交換槽１２から出水した水
が、出水管１４→戻し管２１→分岐管２１１→第１電解
室１１３に流れる。この第１電解室１１３に流れた水の
一部は隔膜１１２を通って第２電解室１１４へ流れ、通
水穴１１４ｂを通じて第２イオン交換室１２６に流れ
る。また、第１電解室１１３に流入した他の水は通水穴
１１３ｂを通じて第１イオン交換室１２５に流れる。こ
のような水の流れにおいて、電解槽１１では、図８に示
すように、陽極１１６で水素イオンが多量に生成され、
この水素イオンを含有する再生水が第２イオン交換室１
２６で陽イオン交換樹脂１２１に通り、Ｈ⁺とＣａ²⁺ ，
Ｍｇ²⁺ とがイオン交換を行い陽イオン交換樹脂１２１
が再生されることとなる。

【００５１】このような循環再生処理工程を所定時間に
亘って行い（Ｓ４）、循環再生処理時間が終了したとき
は、給水弁１３１及び第２排水弁３２ｂを所定時間に亘
って開放する（Ｓ５，Ｓ６）。これにより、高濃度の再
生水が第２排水管３２ｂから排水され、特に第２イオン
交換室１２６側の陽イオン交換体１２１が再生される。

【００５２】この排水工程が終了したときは、給水弁１
３１、第２排水弁３２ｂ及び第１戻し弁２１３を閉じ、
第２戻し弁２１４を開き、各電極１１５，１１６の極性
を切り換える（Ｓ７）。即ち、第１電解室１１３の電極
１１５を陽極とし、第２電解室１１４の電極１１６を陰
極に変更して直流電流を通電する。

【００５３】これにより、イオン交換槽１２から出水し
た水が、出水管１４→戻し管２１→分岐管２１２→第２
電解室１１４に流れる。この第２電解室１１４に流れた
水の一部は隔膜１１２を通って第１電解室１１３へ流
れ、通水穴１１３ｂを通じて第１イオン交換室１２５に
流れる。また、第２電解室１１４に流入した他の水は通
水穴１１４ｂを通じて第２イオン交換室１２６に流れ
る。このような水の流れにおいて、電解槽１１では、陽
極１１５で水素イオンが多量に生成され、この水素イオ
ンを含有する再生水が第１イオン交換室１２５で陽イオ
ン交換樹脂１２１に通り、Ｈ⁺とＣａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺ とが
イオン交換を行い陽イオン交換樹脂１２１が再生される
こととなる。

【００５４】このような循環再生処理工程を所定時間に
亘って行い、循環再生処理時間が終了したときは（Ｓ
８）、給水弁１３１及び第１排水弁３２ａを所定時間に
亘って開放する（Ｓ９，Ｓ１０）。これにより、高濃度
の再生水が第１排水管３２ａから排水され、特に第１イ
オン交換室１２５側の陽イオン交換体１２１が再生され
る。

【００５５】以上のような各イオン交換室１２５，１２
６の陽イオン交換体１２１の再生が終了したときは、第
２戻し弁２１４及び第１排水弁３２ａを閉じ、各電極１
１５，１１６への通電を停止し、三方弁２３により戻し
管２１を閉じ、ポンプ２２を停止する（Ｓ１１）。これ
により、軟水供給操作の待機状態に戻る。

【００５６】以上のように本実施形態によれば、イオン
交換槽１２を第１イオン交換室１２５と第２イオン交換
室１２６に分離したタイプの軟水器に適用することがで
きる。

【００５７】図１１は本発明に係る再生機能付き軟水器
の第５実施形態を示すものである。前記第４実施形態で
は排水手段３を２個用いているが、本実施形態では戻し
管２１に１個設けた軟水器となっている。即ち、本実施
形態に係る排水手段３ｃは戻し管２１に接続された排水
管３１ｃと排水管３１ｃに設置された排水弁３２ｃを有
している。この実施形態では第４実施形態で説明した図
１０の各ステップＳ１〜Ｓ１１中、ステップＳ６、ステ
ップＳ７、ステップＳ９、ステップＳ１１において、第
１排水弁３２ａや第２排水弁３２ｂの開閉を排水弁３２
ｃの開閉に置き換えることにより、本実施形態に係る再
生処理制御が実現される。なお、その他の構成、作用は
前記第４実施形態と同様であるため、その説明を省略す
る。

【００５８】図１２〜図１４は本発明に係る再生機能付
き軟水器の第６実施形態を示すものである。第４実施形
態と構造的に異なるところは、イオン交換槽１２を仕切
る仕切板１２４がイオン交換槽１２の全体に亘って左右
に仕切っている。また、第１イオン交換室１２５及び第
２イオン交換室１２６の底部に出水口１２３ａと出水口
１２３ｂをそれぞれ形成している。この各出水口１２３
ａ，１２３ｂに接続する各分岐出水管１４１，１４２に
は第１出水弁１４１ａ，１４２ａを設置している。

【００５９】以上のような構成により導水管１３を通じ
て電解槽１１内に給水された原水は図１２の１点鎖線矢
印に示すように、第１又は第２電解室１１３，１１４→
通水穴１１３ｂ，１１４ｂ→各イオン交換室１２５，１
２６→出水口１２３ａ，１２３ｂ→分岐出水管１４１，
１４２→出水管１４→蛇口と順次流れ、各イオン交換室
１２５，１２６を通る際に、原水中のＣａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺
が陽イオン交換樹脂１２１で置換捕捉され、軟水が蛇口
から供給される。

【００６０】以上のように構成された軟水器において、
陽イオン交換樹脂１２１の再生処理制御は図１３に示す
ような駆動制御回路により制御されている。

【００６１】即ち、前記第４実施形態と同様に出水管１
４に接続している流量センサ４１と、この流量センサ４
１の検知水量に基づきこれの実通水総量を演算するマイ
コン４２を有している。このマイコン４２はタイマ４２
ａを有するとともに、通水総量と予め設定されている設
定通水総量とを比較して、各駆動回路４３ａ〜４３ｍを
通じて給水弁１３１、電極１１５，１１６、三方弁２
３、ポンプ２２、第１及び第２排水弁３２ａ，３２ｂ、
第１及び第２戻し弁２１３，２１４、第１及び第２出水
弁１４１ａ，１４２ａを駆動制御する。

【００６２】この駆動制御を図１４のフローチャートを
参照して説明する。まず、前記第４実施形態と同様に流
量センサ４１の検知水量からの水量データから通水総量
が設定通水総量に達したか否かを判定する（Ｓ１）。こ
の設定通水総量に達していると判定したときは、停水中
が否かを判定する（Ｓ２）。即ち、蛇口を開けて軟水供
給操作が行われている最中か否かを判定する。軟水供給
が行われているときは再生処理には入らず、この軟水供
給操作の終了を待つ。軟水供給操作が行われていないと
き、或いは、軟水供給操作が終了したときは、給水弁１
３１及び第１出水弁１４１ａを閉じ、第１戻し弁２１３
を開き、各電極１１５，１１６への直流電流の通電を開
始し、三方弁２３により戻し管２１側を開放し、更にポ
ンプ２２を駆動する（Ｓ３）。

【００６３】これにより、前述したように、図１２の破
線矢印に示すように、イオン交換槽１２の第２イオン交
換室１２６から出水した水が、第２分岐出水管１４２→
出水管１４→戻し管２１→分岐管２１１→第１電解室１
１３→隔膜１１２→第２電解室１１４→第２イオン交換
室１２６→第２分岐出水管１４２に順次流れる。電解槽
１１では、陽極１１６で水素イオンが多量に生成され、
この水素イオンを含有する再生水が第２イオン交換室１
２６で陽イオン交換樹脂１２１に通り、Ｈ⁺とＣａ²⁺ ，
Ｍｇ²⁺ とがイオン交換を行い陽イオン交換樹脂１２１
が再生される。

【００６４】このような循環再生処理工程を所定時間に
亘って行い（Ｓ４）、循環再生処理時間が終了したとき
は、給水弁１３１及び第２排水弁３２ｂを所定時間に亘
って開放する（Ｓ５，Ｓ６）。これにより、高濃度の再
生水が第２排水管３２ｂから排水され、第２イオン交換
室１２６側の陽イオン交換体１２１が再生される。

【００６５】この排水工程が終了したときは、給水弁１
３１、第２出水弁１４１ｂ、第２排水弁３２ｂ及び第１
戻し弁２１３を閉じ、第１出水弁１４１ａ及び第２戻し
弁２１４を開き、各電極１１５，１１６の極性を切り換
える（Ｓ７）。即ち、第１電解室１１３の電極１１５を
陽極とし、第２電解室１１４の電極１１６を陰極に変更
して直流電流を通電する。

【００６６】これにより、イオン交換槽１２から出水し
た水が、イオン交換槽１２の第１イオン交換室１２５か
ら出水した水が、第１分岐出水管１４１→出水管１４→
戻し管２１→分岐管２１２→第２電解室１１４→隔膜１
１２→第１電解室１１３→第１イオン交換室１２５→第
１分岐出水管１４１に順次流れる。電解槽１１では、陽
極１１６で水素イオンが多量に生成され、この水素イオ
ンを含有する再生水が第１イオン交換室１２６ａで陽イ
オン交換樹脂１２１に通り、Ｈ⁺とＣａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺ と
がイオン交換を行い陽イオン交換樹脂１２１が再生され
る。

【００６７】以上のような各イオン交換室１２５ａ，１
２６ａの陽イオン交換体１２１の再生が終了したとき
は、第２戻し弁２１４及び第１排水弁３２ａを閉じ、第
２出水弁１４２ａを開き、各電極１１５，１１６への通
電を停止し、三方弁２３により戻し管２１を閉じ、ポン
プ２２を停止する（Ｓ７）。これにより、軟水供給操作
の待機状態に戻る。

【００６８】以上のように本実施形態によれば、イオン
交換槽１２を第１イオン交換室１２５と第２イオン交換
室１２６に分離したタイプの軟水器に適用することがで
きる。

【００６９】また、各イオン交換室１２５，１２６の一
方の陽イオン交換体１２１を再生しているとき、他方の
イオン交換室１２５，１２６には再生水（Ｃａ²⁺ ，Ｍ
ｇ²⁺が多量に含まれているいる水）が流れないようにし
ているため、Ｃａ²⁺ ，Ｍｇ^{2 +}が陽イオン交換体１２１
に再置換されることがない。

【００７０】図１５は本発明に係る軟水器の第７実施形
態を示すもので、再生水を処理する再生処理機をイオン
交換槽と別個に形成した構造となっている。この実施形
態は、隔膜１１２を間にして陰極側の電極１１５と陽極
側の電極１１６を配置した電解槽１１と、活性炭を充填
した活性炭槽５１０と、ポンプ２２と、各分岐弁１５
０，１５１とを有し、これらの各機器１１，２２，５１
０，１５０，１５１を配管接続している。この配管接続
を詳細に説明すると、電解槽１１の陽極側の第２電解室
１１４の下流側は活性炭槽５１０に接続し、同じく第２
電解室１１４の上流側は分岐弁１５０を介してイオン交
換槽１２の上流側に接続している。また、活性炭槽５１
０はポンプ２２及び分岐弁１５１を介して陽イオン交換
樹脂が充填されたイオン交換槽１２の下流側に接続して
いる。これらの配管接続により陽イオン交換樹脂の再生
処理機１７０を構成している。

【００７１】ここで、導水管１３を通じて原水を給水す
るときは、図１５の実線に示すように、分岐弁１５１→
イオン交換槽１２→分岐弁１５０→蛇口と順次流れる軟
水処理の配管系が形成されている。これにより、原水中
のＣａ²⁺ ，Ｍｇ²⁺ が陽イオン交換樹脂により置換捕捉
され、蛇口から軟水が供給される。

【００７２】一方、陽イオン交換樹脂の再生時には、電
極１１５，１１６に通電するとともに、ポンプ２２を駆
動してイオン交換槽１２内の水を図１５の一点鎖線矢印
に示すように流す。即ち、出水管１４→分岐弁１５０→
電解槽１１→第２電解室１１４→活性炭槽５１０→ポン
プ２２→分岐弁１５１→イオン交換槽１２と順次流れる
再生処理の配管系が形成される。

【００７３】本実施形態によれば、軟水処理の配管系の
みを備えたイオン交換槽１２に対して再生処理機１７０
を付加する構成となっているため、既存のイオン交換槽
１２（軟水器）に再生機能を簡単に追加できる。

【００７４】また、本実施形態に係る電解槽１１には電
解促進剤、例えば塩化ナトリウム（或いは食塩）を添加
するための添加口１６０を備えており、この添加口１６
０を通じて食塩等を添加し、電解効率更には再生効率を
向上させることができる。

【００７５】その他の構成、作用は前記第２実施形態と
同様のため、その説明を省略する。

【００７６】なお、前記各実施形態では流量センサ４１
で検知された通水データから再生タイミングを得ている
が、流量センサ４１の検知信号から得られた通水時間に
基づき演算された通水総時間と予め設定された設定通水
時間とに基づき再生処理制御の実行タイミングを取るよ
うにしても良い。

【００７７】また、流量センサ４１の代わりにイオン交
換槽１２から流出した軟水の導電率を測定する導電率測
定手段（図示しない）を設置し、導電率測定手段で測定
された導電率と予め設定された設定導電率とに基づき再
生処理制御の実行タイミングを取るようにしても良い。

【００７８】また、図示しないが、イオン交換槽１２へ
流入する原水の導電率を測定する第１導電率計測手段と
イオン交換槽１２から流出した軟水の導電率を測定する
第２導電率測定手段とを設置し、各導電率計測手段で測
定された導電率を比較して再生処理制御の実行タイミン
グを取るようにしても良い。

【００７９】また、図示しないが、イオン交換槽１２又
はイオン交換槽１２から流出した軟水のｐＨ値を測定す
るｐＨ値測定手段と、ｐＨ値測定手段で測定されたｐＨ
値と予め設定された設定ｐＨ値とに基づき再生処理制御
を実行するタイミングを取るようにしてもよい。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イオン交換槽内の陽イオン交換体を再生する際は、電解
槽の陽電極が配置された部屋では電解により水素イオン
が多量に含有された再生水が生成され、更に、この再生
水は循環手段により電解槽とイオン交換槽との間で循環
するため、再生水用の水量が僅かで済み、また、陽イオ
ン交換体の再生効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る再生機能付き軟水器の概略
断面図

【図２】第１実施形態に係る再生処理の駆動制御回路を
示すブロック図

【図３】第１実施形態に係る再生処理の駆動制御を示す
フローチャート

【図４】第１実施形態の要部を示す断面図

【図５】第２実施形態に係る再生機能付き軟水器の概略
断面図

【図６】第２実施形態の要部を示す断面図

【図７】第３実施形態に係る再生機能付き軟水器の概略
断面図

【図８】第４実施形態に係る再生機能付き軟水器の概略
断面図

【図９】第４実施形態に係る再生処理の駆動制御回路を
示すブロック図

【図１０】第４実施形態に係る再生処理の駆動制御を示
すフローチャート

【図１１】第５実施形態に係る再生機能付き軟水器の概
略断面図

【図１２】第６実施形態に係る再生機能付き軟水器の概
略断面図

【図１３】第６実施形態に係る再生処理の駆動制御回路
を示すブロック図

【図１４】第６実施形態に係る再生処理の駆動制御を示
すフローチャート

【図１５】第７実施形態に係る軟水処理機の水回路図

【符号の説明】

１…器本体、２…循環手段、３，３ａ，３ｂ，３ｃ…排
水手段、１１…電解槽、１１２…隔膜、１１３，１１４
…電解室、１１５，１１６…電極、１２…イオン交換
槽、１２１…陽イオン交換体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 麻知子 群馬県伊勢崎市寿町20番地サンデン株式会 社内 Ｆターム(参考） 4D024 AA02 AB11 BA02 BB01 BC01 CA11 DA07 DB09 DB19 4D025 AA02 AB19 BA08 BB11 CA10 DA03 DA06 4D061 DA03 DB09 EA02 EB01 EB04 EB12 EB13 EB19 EB37 EB39 ED13 FA06 FA08 GA15 GC20

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隔膜を間にして２つの部屋を形成すると
   ともに各部屋に陰極と陽極の電極がそれぞれ別個に配置
   された電解槽と、陽イオン交換体を充填したイオン交換
   槽とを備え、原水を該イオン交換槽に流して軟水を生成
   する一方、該電解槽の水を電解して水素イオンが多量に
   含有された再生水を生成し、この再生水を該イオン交換
   槽内の陽イオン交換体に通して該陽イオン交換体を再生
   する再生機能付き軟水器において、 前記電解槽と前記イオン交換槽との間で再生水を循環さ
   せる循環手段を有することを特徴とする再生機能付き軟
   水器。
2. 【請求項２】 前記循環手段は前記イオン交換槽を通っ
   た再生水を前記電解槽に導く戻し管と、該戻し管を通じ
   て再生水を強制循環させるポンプ手段とを有することを
   特徴とする請求項１記載の再生機能付き軟水器。
3. 【請求項３】 前記循環手段は再生水を排出する排水手
   段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載
   の再生機能付き軟水器。
4. 【請求項４】 前記循環手段の経路中又は前記イオン交
   換槽内に再生水中の有効塩素成分を除去する活性炭部を
   設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１
   項記載の再生機能付き軟水器。
5. 【請求項５】 前記活性炭部は前記イオン交換槽内の上
   流側に設置されたことを特徴とする請求項４記載の再生
   機能付き軟水器。
6. 【請求項６】 前記隔膜はイオン交換膜であることを特
   徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項記載の再生機
   能付き軟水器。
7. 【請求項７】 前記戻し管は前記電解槽の陽極側の部屋
   に接続したことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れ
   か１項記載の再生機能付き軟水器。
8. 【請求項８】 前記電解槽と該電解槽の陽極側の部屋に
   配管接続する前記活性炭部とを備え、該電解槽を前記イ
   オン交換槽の上流側に、該活性炭部を該イオン交換槽の
   上流側にそれぞれ配管接続するとともに、該イオン交換
   槽内の再生水を該電解槽、該活性炭部及び該イオン交換
   槽へと順次循環させる前記ポンプ手段を該配管中に設置
   したことを特徴とする請求項４〜７記載の何れか１項記
   載の再生機能付き軟水器。
9. 【請求項９】 前記電解槽に塩化ナトリウムの添加口を
   設けたことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１
   項記載の再生機能付き軟水器。
10. 【請求項１０】 前記イオン交換槽への通水時間を計測
    する時間計測手段と、該時間計測手段の時間データに基
    づき演算された通水総時間と予め設定された設定通水時
    間とに基づき再生処理を制御する制御手段とを有するこ
    とを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項記載の
    再生機能付き軟水器。
11. 【請求項１１】 前記イオン交換槽の通水量を計測する
    水量測定手段と、該水量測定手段で測定された水量デー
    タに基づき演算された通水総量と予め設定された設定通
    水総量とに基づき再生処理を制御する制御手段とを有す
    ることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項記
    載の再生機能付き軟水器。
12. 【請求項１２】 前記イオン交換槽から流出した軟水の
    導電率を測定する導電率測定手段と、該導電率測定手段
    で測定された導電率と予め設定された設定導電率とに基
    づき再生処理を制御する制御手段とを有することを特徴
    とする請求項１〜請求項９の何れか１項記載の再生機能
    付き軟水器。
13. 【請求項１３】 前記イオン交換槽へ流入する原水の導
    電率を測定する第１導電率計測手段と該イオン交換槽か
    ら流出した軟水の導電率を測定する第２導電率測定手段
    と、該各導電率計測手段で測定された導電率を比較して
    再生処理を制御する制御手段とを有することを特徴とす
    る請求項１〜請求項９の何れか１項記載の再生機能付き
    軟水器。
14. 【請求項１４】 前記イオン交換槽内の水のｐＨ値又は
    該イオン交換槽から流出した軟水のｐＨ値を測定するｐ
    Ｈ値測定手段と、ｐＨ値測定手段で測定されたｐＨ値と
    予め設定された設定ｐＨ値とに基づき再生処理を制御す
    る制御手段とを有することを特徴とする請求項１〜請求
    項９の何れか１項記載の再生機能付き軟水器。
15. 【請求項１５】 隔膜で仕切られた電解槽内の水を電解
    して水素イオンが多量に含有された再生水を生成すると
    ともに、この再生水をイオン交換体が充填されたイオン
    交換槽に通して該イオン交換体を再生処理する再生機能
    付き軟水器の再生方法において、 前記再生処理は、前記電解槽と前記イオン交換槽との間
    で再生水を循環する循環工程を有することを特徴とする
    再生機能付き軟水器の再生方法。
16. 【請求項１６】 前記再生処理は、前記循環工程の後に
    前記電解槽及び前記イオン交換槽内の水を排出する排出
    工程を含むことを特徴とする請求項１５記載の再生機能
    付き軟水器の再生方法。
17. 【請求項１７】 前記再生処理は所定の通水総時間が経
    過したとき実行されることを特徴とする請求項１５又は
    請求項１６記載の再生機能付き軟水器の再生方法。
18. 【請求項１８】 前記再生処理は所定の通水総量となっ
    たとき実行されることを特徴とする請求項１５又は請求
    項１６記載の再生機能付き軟水器の再生方法。