JP2003117550A

JP2003117550A - 水道水軟水化装置

Info

Publication number: JP2003117550A
Application number: JP2001315086A
Authority: JP
Inventors: Masaru Aoshima; 優青島; Susumu Nakamura; 進中村; Akira Nakasuji; 章中筋; Tetsuo Matsuoka; 哲生松岡; Haruo Honda; 春雄本田
Original assignee: Hitachi Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Electric Systems Co Ltd
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】合理的な軟水供給を経済的に実現する水道水軟
水化装置を得る。【解決手段】水道水を軟水化する軟水化槽１とバイパス
配管２０を３方向電動弁１２，１８によって選択的に使
用して軟水化給水と原水給水を実行し、原水給水時に軟
水化槽１に再生塩水を供給してイオン交換樹脂粒子層２
のイオン交換能力を回復させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道水軟水化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭用生活水は、一般には、水道水を使
用している。水道水は、カルシウムイオンやマグネシウ
ムイオンのような硬度成分が含まれているために、洗剤
を使用すると石鹸カスが付着して手が荒れ、電気ポット
などに白い塊が付着し、また、洗濯物や洗面器等に石鹸
カスが付着する問題がある。

【０００３】このような問題は、特開平６−１５２６５
号公報に記載されているように、イオン交換樹脂を使用
した軟水器を用いて水道水を軟水化して使用することに
よって解消することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タイマ
や通水量に基づいてイオン交換樹脂のイオン除去能力を
回復させる再生処理を行う水道水軟水化装置は、設備が
高価になり、また、再生処理に使用する再生塩水を無駄
に使用して運転コストが高くなる問題がある。

【０００５】本発明の１つの目的は、軟水供給を安価に
実現することができる水道水軟水化装置を提供すること
にある。

【０００６】本発明の他の目的は、イオン交換樹脂粒子
の機能を再生する塩の使用量の適正化などにより低い運
転コストで合理的な軟水供給を実現することができる水
道水軟水化装置を実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、受水した水道
水をイオン交換樹脂粒子層を充填した軟水化槽を通過さ
せることにより軟水化して出水する軟水化給水系と、前
記軟水化槽に塩水を供給してイオン交換樹脂粒子層を通
過させることによりイオン交換樹脂粒子のイオン交換能
力を回復させる再生系と、前記軟水化給水系と再生系を
制御する制御系を備えた水道水軟水化装置において、前
記軟水化給水系をバイパスするバイパス給水系と、前記
軟水化給水系とバイパス給水系を選択的に切り替える給
水系切り替え手段と、給水検出手段を備え、前記制御系
は、前記給水検出手段からの検出信号に基づいて軟水化
給水系の給水時間を計測し、所定の給水時間の経過を検
出すると前記給水系切り替え手段をバイパス給水系に切
り替え、再生系を作動させて軟水化槽のイオン交換樹脂
粒子のイオン交換能力を回復させる制御を行うように構
成したことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。

【０００９】図１は、本発明の一実施の形態を示す水道
水軟水化装置の配管図である。

【００１０】この実施の形態における水道水軟水化装置
は、イオン交換樹脂粒子層を内蔵した軟水化槽に水道水
を通して軟水化して給水する軟水化給水系と、水道水を
そのまま通過させて直に給水するバイパス給水系と、前
記軟水化給水系のイオン交換樹脂粒子のイオン交換能力
を回復させる再生系を備え、軟水化給水系のイオン交換
樹脂粒子のイオン交換能力が低下した状態ではバイパス
給水系によって水道水をそのまま直給水し、その間に再
生系を動作させて軟水化給水系における軟水化槽内のイ
オン交換樹脂粒子のイオン交換能力を回復させるように
構成する。

【００１１】図１において、筒状で密封構造の軟水化槽
１は、中段部位に通水能力を備えたイオン交換樹脂粒子
層２を内蔵し、上段に水道水受水室３を備え、下段に軟
水出水室４を備える。イオン交換樹脂粒子層２は、一般
的な硬度の水道水を使用時の平均的な給水流量で連続８
時間程度の軟水化給水を実現することができる軟水化処
理容量に構成する。

【００１２】受水用水道管５は、手動閉止弁６と分岐配
管７と手動閉止弁８を介して内部受水配管９に水道水
（原水）を給水するように配管する。内部受水配管９
は、受水した水道水を減圧弁１０によって所定の水圧に
調整し、逆止弁１１を介在させた後に、給水系切り替え
手段である受水側の３方向電動弁１２の入水口１２ａと
補助電磁弁１３とオリフィス１４を介して補助電磁弁１
５に給水するように接続する。

【００１３】３方向電動弁１２の第１の出水口１２ｂ
は、前記軟水化槽１の水道水受水室３に接続すると共に
排水電磁弁１６を介して排水配管１７に接続する。

【００１４】軟水化槽１の軟水出水室４は、出水側の３
方向電動弁１８の第１の入水口１８ａに接続すると共に
排水電磁弁１９を介して前記排水配管１７に接続する。

【００１５】入水側の３方向電動弁１２の第２の出水口
１２ｃは、バイパス給水系であるバイパス配管２０を介
して出水側の３方向電動弁１８の第２の入水口１８ｂに
接続する。そして、この出水側の３方向電動弁１８の出
水口１８ｃは、フロースイッチ２１と手動閉止弁２２と
分岐配管２３を介して屋内給水配管２４に軟水または原
水を給水するように接続する。フロースイッチ２１は、
給水が生じているときに給水検出信号を発生するスイッ
チを使用した給水検出手段である。

【００１６】分岐配管７と分岐配管２３は、手動閉止弁
２５を介在させた応急給水配管２６で接続する。

【００１７】補助電磁弁１３，１５の出水口は、共通に
接続した後に軟水化槽１の軟水出水室４に接続すると共
に再生塩水生成供給電磁弁２８を介して塩水生成タンク
２９の底に接続する。

【００１８】塩水生成タンク２９は、軟水化槽１よりも
高く位置するように設置し、内部に精製塩またはタブレ
ット状の塩を投入して収容するように構成する。また、
この塩水生成タンク２９内の塩が消費されて不足状態と
なるのを防止するための塩量検出手段を設ける。この塩
量検出手段は、この実施の形態では、塩水生成タンク２
９をばね３０によって支持し、塩水生成タンク２９内の
塩が減量して該塩水生成タンク２９が軽くなることによ
りばね３０によって押し上げられて上昇するのをマイク
ロスイッチ３１によって検出して塩量検出信号を発生す
るように構成している。このマイクロスイッチ３１は、
塩水生成タンク２９内の再生塩水が排出された状態にお
いて、１〜２回の再生を実行することができる程度まで
塩が減量したときの塩水生成タンク２９の位置に応動し
て塩量検出信号を発生するように構成すると良い。

【００１９】制御系は、マイクロコンピュータを主体に
して構成した制御装置３２が、予め設定された制御プロ
グラムに従って、操作パネル３３からの指示入力信号お
よびフロースイッチ２１からの給水検出信号，マイクロ
スイッチ３１からの塩量検出信号を参照して各種の制御
処理を実行するように構成する。操作パネル３３は、図
示説明は省略するが、手動操作の起動スイッチ，再生ス
イッチ，洗浄スイッチと、状態表示および警告用の運転
表示灯，塩補充表示灯，再生表示灯を備える。

【００２０】図２は、この実施の形態における制御装置
３２が実行する制御処理のタイムチャートである。

【００２１】操作パネル３３の起動スイッチが押される
と、制御装置３２は、初期制御処理を実行する。この初
期制御処理は、３方向電動弁１２の入水口１２ａと第２
の出水口１２ｃを連通させ、３方向電動弁１８の第２の
入水口１８ｂと出水口１８ｃを連通させることにより、
受水用水道管５から受水した水道水をバイパス配管２０
を通して屋内給水配管２４に直に給水するバイパス給水
（直給水）状態として軟水化槽１内のイオン交換樹脂粒
子層２の再生処理を実行する。３方向電動弁１２，１８
は、前記切り替え過程で出水口１２ｂ，１２ｃ間、入水
口１８ａと出水口１８ｂの間に連通状態が発生するの
で、この切り替え期間中に排水電磁弁１９を開いてバイ
パス配管２０内の水を排水して該バイパス配管２０内を
洗浄することにより該バイパス配管２０内の滞留水（原
水）を排出する。

【００２２】この再生処理では、先ず、補助電磁弁１３
と再生塩水生成供給電磁弁２８を開いて塩水生成タンク
２９に水道水を供給する。その後、補助電磁弁１３を開
いた状態で再生塩水生成供給電磁弁２８を閉じ、排水電
磁弁１６を開いて軟水化槽１に軟水化給水流の方向に対
して逆向きに水道水を流して槽内の逆洗浄を行う。この
洗浄水は、排水管１７を通して排水する。この逆洗浄
は、２分間程度継続し、その後、補助電磁弁１３，排水
電磁弁１６を閉じて逆洗浄を終了して軟水化槽１内を沈
静化する。

【００２３】次に、塩水生成タンク２９に供給した水道
水に塩が十分に溶け出した頃合いに再生塩水生成供給電
磁弁２８，排水電磁弁１６を開いて塩水生成タンク２９
内の再生塩水を軟水化槽１に通水して該軟水化槽１内の
イオン交換樹脂粒子層２のイオン交換能力を回復させ
る。この再生塩水の供給は、塩水生成タンク２９の高さ
を利用した水圧によって徐々に行い、軟水化槽１内を通
過した再生塩水は、排水配管１７を通して排水する。そ
して、排水電磁弁１６を開いた状態で再生塩水生成供給
電磁弁２８を閉じて再生塩水の供給を停止し、補助電磁
弁１５を開いてオリフィス１４によって絞った少量の水
道水を系内に供給して再生塩水を系から系外に流し出
す。この処理は、６０〜７０分間継続した後に補助電磁
弁１５を閉じ、補助電磁弁１３を開いて軟水化槽１に軟
水化給水流の方向に対して逆向きに水道水を流して槽内
の逆洗浄を行って補助電磁弁１３，排水電磁弁１６を閉
じて逆洗浄を終了する。この逆洗浄は、１０〜１５秒間
行う。

【００２４】そして、３方向電動弁１２の入水口１２ａ
と第１の出水口１２ｂを連通させ、排水電磁弁１９を短
時間開放して軟水化槽１に軟水化給水流方向の水道水を
流すフラッシュ洗浄を行って再処理を終了し、３方向電
動弁１８の第１の入水口１８ａと出水口１８ｃを連通さ
せて軟水化給水系による軟水化給水態勢の運転状態に入
り、操作パネル３３の運転表示灯を点灯する。このとき
にも３方向電動弁１２，１８の切り替え期間中に排水電
磁弁１９を開いてバイパス配管２０内の水を排水して洗
浄することにより該バイパス配管２０内の滞留水（原
水）を排出する。

【００２５】この軟水化給水態勢において屋内給水配管
２４に接続された給水弁が開放されれば、受水用水道管
５から流れ込む水道水を減圧弁１０で調圧し、３方向電
動弁１２から軟水化槽１を通して軟水にした後に３方向
電動弁１８から屋内給水配管２４に軟水を供給する。フ
ロースイッチ２１は、この給水に応動して給水検出信号
を発生し、制御装置３２は、この給水検出信号を取り込
んで計時する。

【００２６】そして、この軟水化給水の給水検出信号発
生時間の積算値が所定値（この実施の形態においては８
時間に設定）に達したときには直給水（バイパス給水
系）状態に切り替えて、イオン交換樹脂粒子の再生制御
処理を実行する。すなわち、３方向電動弁１２の入水口
１２ａと第２の出水口１２ｃを連通させ、３方向電動弁
１８の第２の入水口１８ｂと出水口１８ｃを連通させた
状態にして前述したような再生制御処理を実行する。こ
の再生制御処理は、給水検出信号発生時間の積算値が所
定値に達した後の水道使用機会の少ない時刻（例えば午
前２時）に開始するようにすると良い。この再生時刻
は、設置環境に応じて、操作パネル３３から設定するこ
とができるように構成すると便利である。この再生制御
中は、操作パネル３３の再生表示灯を点灯する。

【００２７】また、運転中に給水検出信号が発生しない
連続時間が所定値（この実施の形態では７２時間に設
定）に達したとき、または、操作パネル３３の洗浄スイ
ッチが押されたときには、軟水化給水系内を洗浄する洗
浄制御処理を実行する。すなわち、排水電磁弁１９を短
時間開放して軟水化給水系内に長時間滞留している水を
排出して内部を洗浄する。

【００２８】軟水化給水と再生を繰り返すことによって
塩水生成タンク２９内の塩が消費されて減量する。そこ
で、制御装置３２は、塩水生成タンク２９内の再生塩水
が排出された状態となっているときに、マイクロスイッ
チ３１から出力される塩量検出信号を確認し、補充が必
要な量まで減量しているときには操作パネル３３の塩補
充表示灯を点灯して塩補充を促す。

【００２９】また、この軟水化給水装置が故障，修理，
保守点検等によって使用することができない状態のとき
には、閉止弁８，２２を閉じ、閉止弁２５を開くことに
よって、受水用水道管５から受水した水道水を応急給水
配管２６を通して屋内給水配管２４に直に給水するよう
にする。

【００３０】また、軟水化給水系とバイパス給水系を選
択的に切り替える給水系切り替え手段として使用する３
方向電動弁１２，１８は、停電時にはそのときの切り替
え状態を維持したままとなるので、停電のために給水不
能状態に陥ることがない。

【００３１】また、前記各軟水化槽１は、具体的には、
図３に示すように、縦長の円筒状の密閉容器６１内に上
端部を空洞（受水室３）とするようにイオン交換樹脂粒
子を詰めてイオン交換樹脂粒子層２を構成し、先端にス
トレーナ６２を取り付けた給水管６３を前記上端部の受
水室３内に挿し込み、その先端にストレーナ６４を取り
付けた出水管６５を前記イオン交換樹脂粒子層２に埋没
させて前記ストレーナ６４が前記密閉容器６１内の底部
近くに達するように挿し込んだ形態に構成することがで
きる。このような軟水化槽１では、ストレーナ６４およ
び密閉容器６１内に挿し込まれた出水管６５内が出水室
４を構成することになる。

【００３２】そして、給水管６３には、３方向電動弁１
２と排水電磁弁１６を接続し、出水管６５には、３方向
電動弁１８，排水電磁弁１９，補助電磁弁１３，１５，
再生塩水生成供給電磁弁２８を接続する。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、１つの軟水化槽を使用して現
実的な軟水化給水を行うように構成しているので、軟水
給水を安価に実現することができる。

【００３４】また、給水を長時間停止することによる水
質の劣化や停電時の給水不能も防止することができる。

【００３５】また、再生塩水の使用量を適正化して低い
運転コストで合理的な軟水供給を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す水道水軟水化装置
の配管図である。

【図２】図１に示した水道水軟水化装置の運転制御のタ
イムチャートの一例である。

【図３】図１に示した水道水軟水化装置における軟水化
槽の一例を具体的に示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１…軟水化槽、２…イオン交換樹脂粒子層、１２，１８
…３方向電動弁、１９…排水電磁弁、２０…バイパス配
管、２１…フロースイッチ、２８…再生塩水生成供給電
磁弁、２９…塩水生成タンク、３１…マイクロスイッ
チ、３２…制御装置、３３…操作パネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村進茨城県ひたちなか市大字足崎字西原1450番地株式会社日立エレクトリックシステムズ内 (72)発明者中筋章茨城県ひたちなか市大字足崎字西原1450番地株式会社日立エレクトリックシステムズ内 (72)発明者松岡哲生茨城県ひたちなか市大字足崎字西原1450番地株式会社日立エレクトリックシステムズ内 (72)発明者本田春雄茨城県ひたちなか市大字足崎字西原1450番地株式会社日立エレクトリックシステムズ内Ｆターム(参考） 4D025 AA02 AB19 BA08 BA22 BB11 BB20 CA01 CA06 CA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受水した水道水をイオン交換樹脂粒子層を
充填した軟水化槽を通過させることにより軟水化して出
水する軟水化給水系と、前記軟水化槽に塩水を供給して
イオン交換樹脂粒子層を通過させることによりイオン交
換樹脂粒子のイオン交換能力を回復させる再生系と、前
記軟水化給水系と再生系を制御する制御系を備えた水道
水軟水化装置において、前記軟水化給水系をバイパスするバイパス給水系と、前
記軟水化給水系とバイパス給水系を選択的に切り替える
給水系切り替え手段と、給水検出手段を備え、前記制御系は、前記給水検出手段からの検出信号に基づ
いて軟水化給水系の給水時間を計測し、所定の給水時間
の経過を検出すると前記給水系切り替え手段をバイパス
給水系に切り替え、再生系を作動させて軟水化槽のイオ
ン交換樹脂粒子のイオン交換能力を回復させる制御を行
うことを特徴とする水道水軟水化装置。
【請求項２】請求項１において、前記制御系は、水道水
を軟水化槽を通過させて軟水化給水を開始するときに
は、イオン交換樹脂粒子層を通過した水を排水すること
により軟水化槽内をフラッシュ洗浄するように電磁弁を
制御することを特徴とする水道水軟水化装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記制御系
は、前記給水検出手段からの検出信号が連続して途絶え
ている時間を計測して連続停止時間を検出し、連続停止
時間が所定値に達したときには排水電磁弁を開いて軟水
化給水系に滞留している水を排水することを特徴とする
水道水軟水化装置。
【請求項４】請求項１〜３の１項において、前記給水系
切り替え手段は、３方向電動弁を使用したことを特徴と
する水道水軟水化装置。