JP2007244926A - 軟水装置の再生制御方法およびこの方法を用いる軟水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力を使用することなく再生バルブおよび排水バルブを閉成して再生作動を自動的に終了させる。
【解決手段】イオン交換樹脂を収容した樹脂収容部２に、原水ライン３，軟水ライン４，再生液供給ライン５および排水ライン６が接続され、前記再生液供給ライン５および前記排水ライン６にはそれぞれ再生バルブ１１および排水バルブ１５が設けられた軟水装置１であって、再生液が前記樹脂収容部２を所定量通過後、再生作動開始時に開成された前記各バルブ１１，１５を閉成するバルブ制御機構１６を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、軟水装置において、樹脂収容部に収容されたイオン交換樹脂へ再生剤を供給し、そのイオン交換能力を回復させる再生作動の制御方法およびこの方法を用いる軟水装置に関する。

軟水装置は、たとえば工場における水処理システムや一般家庭における浴室などにおいて使用されており、イオン交換樹脂を収容した樹脂収容部へ原水ラインから原水を供給し、この原水中に含まれる硬度分，すなわちカルシウムイオンやマグネシウムイオンをナトリウムイオンまたはカリウムイオンと置換させることにより軟水を生成し、この軟水を軟水ラインから供給するようになっている。

ところで、前記軟水装置において、前記イオン交換樹脂は、所定の処理水量に達すると、イオン交換基が硬度分でほぼ飽和状態になり、イオン交換能力を失う状態，すなわち破過状態になる。そこで、前記軟水装置では、前記イオン交換樹脂が破過状態になる前に、前記イオン交換樹脂へ再生剤として、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの塩類を水に溶解させた塩水を供給して前記イオン交換樹脂のイオン交換能力を回復させる再生作動が行われている（たとえば、特許文献１参照）。

前記再生作動は、再生バルブが設けられた再生液供給ラインから前記樹脂収容部へ所定量の塩水を供給して、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力を回復させる工程，すなわち再生工程と、所定量の塩水の通液後に前記再生液供給ラインから前記樹脂収容部へ所定量の洗浄水を供給して前記樹脂収容部内を洗浄する工程，すなわち洗浄工程とを含んで行われる。そして、前記再生作動の際に前記樹脂収容部へ供給された塩水および洗浄水，すなわち再生液は、排水バルブが設けられた排水ラインから再生排水として前記樹脂収容部から排出されるようになっている。

前記再生作動は、前記再生作動開始時に開成された前記再生バルブおよび前記排水バルブを、所定時間経過後に閉成することにより終了するようになっている。
特開２００４−２３７２５９号公報

ここで、前記各バルブは、電池を電源とするモーターの回転力がギア機構部によってカム機構部へ伝達され、このカム機構部によって閉成されるようになっている。このように、従来の前記軟水装置では、電池を使用しているため、定期的な電池交換が必要となり、また電池収容部の電極が腐食したり、漏電のおそれがあったりして、取扱い性の点で問題となることがあった。

この発明が解決しようとする課題は、電力を使用することなく、前記再生バルブおよび前記排水バルブを閉成して再生作動を自動的に終了させることである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、軟水装置の再生制御方法であって、再生液が樹脂収容部を所定量通過後、再生作動開始時に開成された再生バルブおよび排水バルブを閉成して、前記再生作動を終了することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、イオン交換樹脂を収容した樹脂収容部に、原水ライン，軟水ライン，再生液供給ラインおよび排水ラインが接続され、前記再生液供給ラインおよび前記排水ラインにはそれぞれ再生バルブおよび排水バルブが設けられた軟水装置であって、再生液が前記樹脂収容部を所定量通過後、再生作動開始時に開成された前記各バルブを閉成するバルブ制御機構を備えることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の前記バルブ制御機構は、前記樹脂収容部への通液量を再生液の流れによる羽根車の回転によって計量する通液量計量部と、前記羽根車の回転力により前記各バルブを閉成するカム機構部と、前記羽根車の回転力を減速するとともに、前記カム機構部へ伝達するギア機構部とを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、再生液が前記樹脂収容部を所定量通過後、再生作動開始時に開成された前記再生バルブおよび前記排水バルブを閉成して、前記再生作動を終了するので、電力を使用しないで、前記各バルブを閉成して自動的に再生作動を終了させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、再生液が前記樹脂収容部を所定量通過後、再生作動開始時に開成された前記各バルブを前記バルブ制御機構によって閉成するので、電力を使用しないで、前記各バルブを閉成して自動的に再生作動を終了させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、前記羽根車が再生液の流れによって回転し、この回転力が前記ギア機構によって減速されて前記カム機構部へ伝達される。そして、前記カム機構部は、前記羽根車を回転させている再生液の通過量，すなわち前記樹脂収容部への再生液の通液量が、所定量に達したときに、再生作動開始時に開成された前記各バルブを閉成する。これにより、電力を使用しないで、前記各バルブを閉成して自動的に再生作動を終了させることができる。

つぎに、この発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
まず、この発明の第一実施形態について説明する。図１は、この発明の第一実施形態の軟水装置の概略的なフローを示す説明図、図２は、図１に示す軟水装置の概略構成を示す説明図、図３は、閉弁時の状態を示す図２の一部拡大概略断面図、図４は、図３に示す状態から開弁した状態を示す概略断面図である。

この第一実施形態の軟水装置１は、一般家庭における風呂場に設置される軟水装置である。前記軟水装置１は、イオン交換樹脂（図示省略）を収容した樹脂収容部２を備えており、この樹脂収容部２に、原水ライン３，軟水ライン４，再生液供給ライン５および排水ライン６が接続されている。

前記原水ライン３には、通水バルブ７が設けられており、この通水バルブ７を開状態とすることによって、原水供給源（図示省略）からの原水が、前記原水ライン３を流れて前記樹脂収容部２へ供給されるようになっている。

前記樹脂収容部２へ供給された原水は、この樹脂収容部２で軟水となり、前記軟水ライン４へ供給されるようになっている。前記軟水ライン４には、切替弁８を介してカラン部９とシャワー部１０とが接続されており、前記樹脂収容部２からの軟水は、前記軟水ライン４から前記カラン部９または前記シャワー部１０へ供給されるようになっている。

前記再生液供給ライン５は、再生作動の際に、前記樹脂収容部２へ再生液を供給するためのラインである。ここで、再生液とは再生作動の際に用いる液を云い、再生工程の際に使用する塩水，この塩水を生成するための原料水となる原水および洗浄工程において洗浄水として使用する原水を含む概念である。

前記再生液供給ライン５は、一端側が前記樹脂収容部２と接続され、他端側が前記原水ライン３と接続されている。そして、前記再生液供給ライン５には、再生バルブ１１，羽根車１２および再生剤貯留部１３が前記原水ライン３側からこの順で設けられている。前記再生剤貯留部１３は、塩化ナトリウムなどの塩類が入った密閉された容器１４を備えており、再生作動時に、この容器１４内の前記塩類を前記原水ライン３から導入された原水に溶かすことで得られた塩水が、前記樹脂収容部２へ供給されるようになっている。ここで、前記容器１４内には、１回の再生作動の際に必要な量の塩類が入っている。

前記排水ライン６には、排水バルブ１５が設けられており、前記再生作動時に、この排水バルブ１５を開状態として、前記再生液供給ライン５から前記樹脂収容部２へ供給された塩水および洗浄水を排出するようになっている。

前記軟水装置１は、再生液が前記樹脂収容部２を所定量通過後、前記再生作動開始時に開成された前記再生バルブ１１および前記排水バルブ１５を閉成するバルブ制御機構１６を備えている。ここで、前記バルブ制御機構１６およびその構成部材は、図１においては図示省略されており、以下前記バルブ制御機構１６については、図２〜図４に基づいて説明する。

前記バルブ制御機構１６は、前記樹脂収容部２への通液量を前記羽根車１２の回転によって計量する通液量計量部１７と、前記羽根車１２の回転力により前記各バルブ１１，１５を閉成するカム機構部１８と、前記羽根車１２の回転力を減速して前記カム機構部１８へ伝達するギア機構部１９とを備えている。

前記羽根車１２の回転軸２０には、ギア２１が設けられている。また、前記カム機構部１８は、カム軸２２に設けられた再生バルブ操作カム２３と排水バルブ操作カム２４とを備えている。そして、再生液（ここでは原水）の流れによって前記羽根車１２が回転すると、前記ギア２１の回転力が、複数の減速ギア２５を備える前記ギア機構部１９によって減速されて前記カム軸２２へ伝達されるようになっており、このカム軸２２の回転によって回転する前記各カム２３，２４により、それぞれ前記各バルブ１１，１５が閉成されるようになっている。ここで、図２において、前記バルブ制御機構１６は、説明の便宜上模式的に示されており、前記羽根車１２，前記カム機構部１８および前記ギア機構部１９の位置関係や、前記減速ギア２５の数、さらには前記カム機構部１８と前記各バルブ１１，１５の位置関係などについては、実際の構成とは異なって示されている。

前記各カム２３，２４と前記各バルブ１１，１５について、図３および図４を参照して詳細に説明する。前記再生バルブ操作カム２３と前記排水バルブ操作カム２４および前記再生バルブ１１と前記排水バルブ１５の構成ならびに作用は、同一となっているので、ここでは前記再生バルブ操作カム２３および前記再生バルブ１１について説明する。

図３および図４において、前記再生バルブ１１は、弁体２６とこの弁体２６に設けられた弁軸２７とを備えており、前記弁体２６が閉弁方向へスプリング（図示省略）によって付勢された状態で、支持部（図示省略）によって、筐体２８に軸方向へ移動可能に支持されている。

前記再生バルブ操作カム２３は、前記弁軸２７の下側に配置されており、そのカム面２９の一部に形成された切欠部３０に前記弁軸２７が位置するときには、前記弁体２６が弁座３１と当接して流路を閉じるようになっている。そして、図３に示す状態から後述するレバー３２を操作して、前記再生バルブ操作カム２３を図３において時計回り方向へ回転させ、図４に示すように、前記弁軸２７が前記切欠部３０から出て前記カム面２９と当接して上方へ押圧されたときには、前記弁体２６が前記弁座３１から離反して流路が開かれ、再生液が流れるようになっている。

前記再生バルブ操作カム２３の下側には、前記羽根車１２が配置されており、この羽根車１２は、前記再生バルブ１１が開状態になると、再生液の流れによって、図３および図４において、時計回りと反対方向へ回転するようになっている。そして、前記羽根車１２の回転力が、前記ギア機構部１９（図２参照）を介して、減速されて前記カム軸２２へ伝達されて前記再生バルブ操作カム２３が回転し、前記通液量計量部１７を所定量の再生液が通過したときに、前記弁軸２７が前記切欠部３０へ落ち込んで、前記弁体２６が前記弁座３１と当接し、前記再生バルブ１１が閉成されるようになっている。ここで、前記所定量の再生液とは、前記イオン交換樹脂の再生に必要な量の塩水と、洗浄に必要な量の洗浄水とを合わせた量を云い、このような量の再生液が前記通液量計量部１７を通過して前記樹脂収容部２へ供給されたときに、前記再生バルブ１１が閉成されるよう、前記ギア機構部１９の減速比および前記カム面２９の長さが設定される。

図２に示すように、前記カム軸２２には、レバー３２が設けられている。このレバー３２は、前記筐体２８（図１および図２では図示省略）の外に配置されており、前記レバー３２を使用者が操作することで、前記各カム２３，２４を回転させて、前記各バルブ１１，１５を開成することができるようになっている。

さて、前記軟水装置１では、通水時には前記再生バルブ１１および前記排水バルブ１５を閉状態とするとともに、前記通水バルブ７を開状態として前記カラン部９または前記シャワー部１０へ軟水を供給する。

一方で、再生作動を行うときには、前記通水バルブ７を閉状態として、前記レバー３２を操作して前記各カム２３，２４を回転させ、前記再生バルブ１１および前記排水バルブ１５を開成する。これにより、塩水を生成するための原料水となる原水が、前記原水ライン３から前記再生液供給ライン５を流れて前記再生剤貯留部１３へ流入し、この原水によって前記容器１４内の前記塩類が溶けて塩水が生成される。そして、この塩水が前記再生液供給ライン５から前記樹脂収容部２へ供給され、再生工程が実施される。このとき、前記樹脂収容部２へ供給された塩水は、前記排水ライン６から再生排水として排出される。

前記容器１４内の塩類が溶けきると、再生工程が終了となり、前記再生液供給ライン５からは、前記原水ライン３の原水が洗浄水として前記樹脂収容部２へ供給されて洗浄工程が実施される。このとき、前記樹脂収容部２へ供給された原水は、前記排水ライン６から再生排水として排出される。そして、所定量の原水が前記樹脂収容部２へ供給されると、前記各バルブ１１，１５が閉成されて洗浄工程が終了となり、再生作動が終了する。

ここで、前記各バルブ１１，１５の閉成動作について説明する。前記レバー３２によって前記各バルブ１１，１５を開成すると、再生液の流れによって前記羽根車１２が回転し、この羽根車１２の回転力が前記ギア機構部１９によって減速されて前記カム機構部１８へ伝達され、前記各カム２３，２４が回転する。そして、前記羽根車１２を回転させている再生液の通過量，すなわち前記再生液供給ライン５からの前記樹脂収容部２への再生液の通液量が、所定量に達すると、前記各カム２３，２４により、再生作動開始時に開成された前記各バルブ１１，１５が閉成される。

以上説明した前記軟水装置１によれば、電力を使用しないで前記各バルブ１１，１５を閉成して自動的に再生作動を終了させることができる。

ここで、この発明において、前記羽根車１２は、前記第一実施形態において図示した位置に設けられるものに限られず、再生作動の際に再生液が流れるラインに設けられていればよい。具体的には、前記羽根車１２は、図示しないが、前記再生液供給ライン５の接続箇所よりも上流側の前記原水ライン３，前記再生バルブ１１よりも上流側の前記再生液供給ライン５，前記再生剤貯留部１３と前記樹脂収容部２との間の前記再生液供給ライン５および前記排水ライン６のいずれかに設けられていてもよい。

前記羽根車１２を、前記再生液供給ライン５の接続箇所よりも上流側の前記原水ライン３に設ける場合、通水時に前記羽根車１２が回転して前記各バルブ１１，１５が開成しないように、前記各カム２３，２４の回転を阻止するストッパ機構（図示省略）を設ける。このストッパ機構としては、たとえば前記レバー３２の近傍の前記筐体２８の表面に出没可能な突起を設け（図示省略）、通水時に前記各カム２３，２４の回転を阻止する場合には、前記突起を突出させて前記レバー３２と当接させその回転を阻止し、前記レバー３２を操作するときには、前記突起を引っ込ませて前記レバー３２を回動可能とする構成を用いることができる。

（第二実施形態）
つぎに、この発明の第二実施形態について説明する。図５は、この発明の第二実施形態の軟水装置の概略的なフローを示す説明図、図６は、図５に示す軟水装置の概略構成を示す説明図である。図５および図６において、前記第一実施形態の軟水装置１と同一の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図５および図６に示す軟水装置４０では、前記再生液供給ライン５に設けられる再生バルブとして、前記再生剤貯留部１３の上流側と下流側に、それぞれ第一再生バルブ４１と第二再生バルブ４２とが設けられている。そして、前記カム機構部１８は、前記各再生バルブ４１，４２を操作する再生バルブ操作カムとして、前記カム軸２０に設けられた第一再生バルブ操作カム４３と第二再生バルブ操作カム４４とを備えている。そして、前記羽根車１２は、前記第一再生バルブ４１の下流側に設けられている。

ここで、この第二実施形態の軟水装置４０では、前記再生剤貯留部１３の前記容器１４は、開放型となっており、前記再生剤貯留部１３へ供給された再生液を、この再生剤貯留部１３から前記樹脂収容部２へ落下させるように構成されている。前記第二再生バルブ４２は、前記軟水装置１の通水時に、前記樹脂収容部２から前記再生剤貯留部１３へ軟水が流入することを防止するためのバルブである。

さて、この第二実施形態の軟水装置４０では、通水時には前記各再生バルブ４１，４２および前記排水バルブ１５を閉状態とするとともに、前記通水バルブ７を開状態として前記カラン部９または前記シャワー部１０へ軟水を供給する。

一方で、再生作動を行うときには、前記通水バルブ７を閉状態とするとともに、前記レバー３２を操作して前記各再生バルブ４１，４２および前記排水バルブ１５を開成する。これにより、前記第一実施形態と同様に、前記樹脂収容部２へ再生液が供給されて前記羽根車１２が回転し、この羽根車１２の回転力が前記ギア機構部１９によって減速されて前記カム機構部１８へ伝達され、前記各カム４３，４４，２４が回転する。そして、前記羽根車１２を回転させている再生液の通過量，すなわち前記再生液供給ライン５からの前記樹脂収容部２への再生液の通液量が所定量に達すると、前記各カム４３，４４，２４により、再生作動開始時に開成された前記各バルブ４１，４２，１５が閉成される。これにより、前記第一実施形態と同様の効果を得ることができる。

ここで、前記第一実施形態と同様、この発明において、前記羽根車１２は、前記第二実施形態において図示した位置に設けられるものに限られず、再生作動の際に再生液が流れるラインに設けられていればよい。具体的には、前記羽根車１２は、図示しないが、前記再生液供給ライン５の接続箇所よりも上流側の前記原水ライン３，前記第一再生バルブ４１の下流側の前記再生液供給ライン５，前記再生剤貯留部１３と前記樹脂収容部２との間の前記再生液供給ライン５および前記排水ライン６のいずれかに設けられていてもよい。

以上、この発明を前記第一，第二実施形態によって説明したが、この発明は前記各実施形態に限られるものではなく、その主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

この発明の第一実施形態の軟水装置の概略的なフローを示す説明図である。 図１に示す軟水装置の概略構成を示す説明図である。 閉弁時の状態を示す図２の一部拡大概略断面図である。 図３に示す状態から開弁した状態を示す概略断面図である。 この発明の第二実施形態の軟水装置の概略的なフローを示す説明図である。 図５に示す軟水装置の概略構成を示す説明図である。

符号の説明

１，４０ 軟水装置
２ 樹脂収容部
３ 原水ライン
４ 軟水ライン
５ 再生液供給ライン
６ 排水ライン
１１ 再生バルブ
１２ 羽根車
１５ 排水バルブ
１６ バルブ制御機構
１７ 通液量計量部
１８ カム機構部
１９ ギア機構部
４１ 第一再生バルブ（再生バルブ）
４２ 第二再生バルブ（再生バルブ）

Claims (3)

1. 軟水装置の再生制御方法であって、
   再生液が樹脂収容部を所定量通過後、再生作動開始時に開成された再生バルブおよび排水バルブを閉成して、前記再生作動を終了することを特徴とする軟水装置の再生制御方法。
2. イオン交換樹脂を収容した樹脂収容部に、原水ライン，軟水ライン，再生液供給ラインおよび排水ラインが接続され、前記再生液供給ラインおよび前記排水ラインにはそれぞれ再生バルブおよび排水バルブが設けられた軟水装置であって、
   再生液が前記樹脂収容部を所定量通過後、再生作動開始時に開成された前記各バルブを閉成するバルブ制御機構を備えることを特徴とする軟水装置。
3. 前記バルブ制御機構は、前記樹脂収容部への通液量を再生液の流れによる羽根車の回転によって計量する通液量計量部と、前記羽根車の回転力により前記各バルブを閉成するカム機構部と、前記羽根車の回転力を減速するとともに、前記カム機構部へ伝達するギア機構部とを備えることを特徴とする請求項２に記載の軟水装置。

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