JP2009106882A - 軟水器 - Google Patents

Abstract

【課題】使用によりイオン交換樹脂筒内に蓄積されるゴミ等を効率よく排出することができる逆洗運転機能を備えた軟水器を提供する。
【解決手段】入水弁１４を閉じるとともにバイパス弁２１を開くことにより、イオン交換樹脂が収容されたイオン交換樹脂筒２に対して軟水生成時とは逆方向に通水させる逆洗運転機能を有する軟水器において、イオン交換樹脂筒２への通水温度を検出するサーミスタ２２を設け、制御部６がこのサーミスタ２２の検出温度に応じて逆洗運転時におけるイオン交換樹脂筒２への最適通水流量を設定して、逆洗運転の際にイオン交換樹脂筒２への通水流量が最適通水流量となるように採水弁１７による流量制御を行う。
【選択図】 図１

Description

この発明は軟水器に関し、より詳細には、水源から供給される原水（未処理水）をイオン交換樹脂が収容されたイオン交換樹脂筒に通すことによって原水の硬度成分を除去する軟水器における逆洗工程の改良に関する。

この種の軟水器においては、イオン交換樹脂を収容するイオン交換樹脂筒の上部に上部フィルタを配し、この上部フィルタを通じて水源から供給される原水がイオン交換樹脂筒内に取り込まれるとともに、イオン交換樹脂筒の下部に下部フィルタを配し、この下部フィルタを通じて軟水化された被処理水（軟水）を取り出すように構成されている（特許文献１参照）。

ところで、このように構成された軟水器においては、使用を継続すると、通水圧によってイオン交換樹脂層が圧密化し、さらには、上部フィルタを通過したゴミや使用により破砕したイオン交換樹脂などがイオン交換樹脂筒内に蓄積されることから、流路抵抗の増加やイオン交換樹脂の化学的性能（軟水化能力）の低下を招くという問題がある。

そのため、この種の軟水器においては、使用時間が一定時間に達すると、もしくは積算使用水量が一定値に達すると、イオン交換樹脂筒に対して軟水生成時とは逆方向に原水を通水させ（つまり、イオン交換樹脂筒内に上方流を生じさせ）、この通水によって圧密化したイオン交換樹脂層を解きほぐすとともに、ゴミなどを浮かび上がらせて上部フィルタ側から外部に排出する逆洗運転機能を備えたものが提案されている。

特開平９−１７４０５０号公報

しかしながら、このような逆洗運転機能を備えた軟水器においては、さらに以下のような問題があり、その改善が必要であった。

すなわち、逆洗運転を効率よく行うためには、逆洗によって解きほぐされて浮き上がったイオン交換樹脂がイオン交換樹脂筒の容量一杯（筒内の上端部付近）まで展開するようにイオン交換樹脂筒への通水流量を設定するのが理想であるが、従来の軟水器における逆洗運転では、水源から供給される原水の流路を単に上部フィルタ側から下部フィルタ側に切り替えているにすぎないため、効率のよい逆洗運転が行われていなかった。

つまり、従来の軟水器における逆洗運転は、イオン交換樹脂筒への通水流量が水源からの給水圧（または水源との間に減圧弁が配されている場合にはその減圧弁の設定圧力）に依存して行われているため、通水流量が少なすぎてイオン交換樹脂の全体が浮き上がらずにゴミ等の排出が不十分となったり、またその反対に、通水流量が多すぎて浮き上がったイオン交換樹脂が上部フィルタに目詰まりして、ゴミ等の排出を妨げるといった場合があった。

また、逆洗によってイオン交換樹脂がどの程度浮き上がるか、換言すれば、逆洗によってイオン交換樹脂層の見かけ上の体積がどの程度増加するか（以下、このようなイオン交換樹脂（層）の体積の増加分／元の体積を「逆洗展開率」と称する）は、イオン交換樹脂筒に導入される水の温度（通水温度）によって変動することから、従来のように逆洗時の通水流量を給水圧等に依存する構成では、このような温度変化に対応できず、この点でも効率のよい逆洗運転が妨げられていた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、使用によりイオン交換樹脂筒内に蓄積されるゴミ等を効率よく排出することができる逆洗運転機能を備えた軟水器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る軟水器は、イオン交換樹脂が収容されたイオン交換樹脂筒に対して軟水生成時とは逆方向に通水させる逆洗運転機能を有する軟水器において、上記イオン交換樹脂筒への通水温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段の検出温度に応じて逆洗運転時におけるイオン交換樹脂筒への最適通水流量を設定する逆洗流量設定手段と、逆洗運転の際に上記イオン交換樹脂筒への通水流量が上記最適通水流量となるようにイオン交換樹脂筒への通水流量を制御する流量制御手段とを備えたことを特徴とする。

すなわち、本発明の軟水器は、イオン交換樹脂筒に導入される通水の温度によってイオン交換樹脂の逆洗展開率が変化することから、イオン交換樹脂筒への通水温度を温度検出手段で検出し、この検出温度に応じてイオン交換樹脂筒への最適通水流量が設定される。そして、逆洗運転を行う際には、イオン交換樹脂筒への通水流量が上記最適通水流量となるように流量制御手段で流量制御が行われる。

そのため、本発明によれば、イオン交換樹脂筒への通水流量がイオン交換樹脂筒への通水温度に応じて設定・制御されるので、イオン交換樹脂の逆洗展開率を理想的な状態（逆洗によって解きほぐされて浮き上がったイオン交換樹脂がイオン交換樹脂筒の容量一杯まで展開する状態）に近づけることができる。これにより、イオン交換樹脂筒への通水流量が不足したり、あるいは多すぎたりすることによる不具合が解消され、逆洗運転を効率よく行うことができるようになる。

そして、本発明はその好適な実施態様として、上記逆洗流量設定手段は、予め設定される最適逆洗展開率と、イオン交換樹脂筒への通水温度と上記イオン交換樹脂筒への通水流量とイオン交換樹脂の逆洗展開率との相関関係データとを有し、イオン交換樹脂の逆洗展開率が上記最適逆洗展開率となるように、上記温度検出手段で検出される検出温度と上記相関関係データとから上記最適通水流量を設定することを特徴とする。なお、上記最適逆洗展開率の設定にあたっては、逆洗運転により展開されるイオン交換樹脂によって上記イオン交換樹脂筒の空き容量が満たされるように設定されるのが好ましい。

すなわち、この実施態様では、イオン交換樹脂筒内のイオン交換樹脂が上述した理想的な状態（展開されるイオン交換樹脂によってイオン交換樹脂筒の空き容量が満たされる状態）で展開するために必要な逆洗展開率（またはその近似値）を最適逆洗展開率として予め設定しておく。また、通水温度によって変化するイオン交換樹脂筒への通水流量とイオン交換樹脂の逆洗展開率との相関関係についても相関関係データとして予め記憶させておく。そして、逆洗運転の際には、逆洗流量設定手段が温度検出手段によって検出される検出温度（通水温度）を条件として、この条件下で最適逆洗展開率と同じ逆洗展開率（又はその近似値）を示す通水流量を相関関係データに照らして演算し、その演算結果を最適通水流量として設定する。

そのため、この実施態様によれば、逆洗運転時のイオン交換樹脂の逆洗展開率を理想的な状態により正確に近づけることができ、イオン交換樹脂筒への通水流量の不足や通水流量の過剰に伴う不具合を解消して逆洗運転を効率よく行うことができる。

また、本発明は他の好適な実施態様として、上記逆洗運転時にイオン交換樹脂筒への通水流量を検出する流量検出手段を備え、上記流量制御手段が通水流量を制御するにあたりこの流量検出手段の検出流量に基づいてフィードバック制御が行われることを特徴とする。

すなわち、本発明を実施するにあたっては、流量制御手段が水源からの給水圧（または水源との間に減圧弁が配されている場合はその減圧弁の設定圧力）やイオン交換樹脂筒に至る管路断面積（流路抵抗）に基づいて、流量検出手段を用いることなくイオン交換樹脂筒への通水流量を制御（フィードフォワード制御）することも可能であるが、本実施態様では、イオン交換樹脂筒への通水流量を検出する流量検出手段を備えさせて、この流量検出手段の検出流量に基づいてフィードバック制御を行うようにする。

これにより、この実施態様によれば、イオン交換樹脂筒への通水流量の流量制御がフィードフォワード制御のみの場合に比べてより正確に制御されるので、逆洗運転時のイオン交換樹脂の逆洗展開率を理想的な状態に更に近づけることができ、イオン交換樹脂筒への通水流量の不足や通水流量の過剰に伴う不具合を解消して逆洗運転を更に効率よく行うことができるようになる。

そして、本発明の他の実施態様では、軟水器が、軟水生成時に水源から供給される原水を上記イオン交換樹脂筒に取り込むための入水流路と、上記イオン交換樹脂筒を経由して軟水化処理された被処理水を機外へ出力するための出水流路と、上記入水流路と出水流路との間で上記イオン交換樹脂筒をバイパスするバイパス流路と、逆洗運転時においてイオン交換樹脂筒から流出する水を機外に排水するための排水用流路とを有し、上記入水流路は上記バイパス流路との流路接続点より上記イオン交換樹脂筒側に入水弁を、上記出水流路は上記バイパス流路との流路接続点より上記イオン交換樹脂筒側に採水弁を、上記バイパス流路はバイパス弁を、さらに前記排水用流路は排水弁をそれぞれ備え、それぞれ備え、上記逆洗運転時には上記入水弁を閉じるとともに上記バイパス弁、採水弁及び排水弁を開くことによって上記イオン交換樹脂筒に軟水生成時とは逆方向の通水を生じさせるように構成され、上記流量制御手段として上記採水弁又は排水弁が用いられることを特徴とする。

すなわち、この実施態様によれば、上記流量制御手段として採水弁又は排水弁が用いられるので、本発明を適用するにあたり別途の流量制御手段（流量制御用の弁）を設けることなく、簡易な構成で本発明を適用した軟水器を提供できる。

また、他の実施態様として、軟水器が、軟水生成時に水源から供給される原水を上記イオン交換樹脂筒に取り込むための入水流路と、上記イオン交換樹脂筒を経由して軟水化処理された被処理水を機外へ出力するための出水流路と、上記入水流路と出水流路との間で上記イオン交換樹脂筒をバイパスするバイパス流路とを有し、上記入水流路は上記バイパス流路との流路接続点より上記イオン交換樹脂筒側に入水弁を、上記出水流路は上記バイパス流路との流路接続点より上記イオン交換樹脂筒側に採水弁を、上記バイパス流路はバイパス弁をそれぞれ備え、さらに、上記バイパス流路にバイパス流路の通水流量を検出するバイパス流量センサを、上記出水流路には上記バイパス流路との流路接続点より機外側に機外への出水流量を検出する出水流量センサをそれぞれ備え、上記逆洗運転時には上記入水弁を閉じるとともに上記バイパス弁及び採水弁を開くことによって上記イオン交換樹脂筒に軟水生成時とは逆方向の通水を生じさせるように構成され、上記流量検出手段が上記バイパス流量センサの検出流量から上記出水流量センサの検出流量を減算することによりイオン交換樹脂筒への通水流量を検出することを特徴とする。

すなわち、この実施態様によれば、上記流量検出手段として、バイパス流量センサと出水流量センサが用いられるので、本発明を適用するにあたり別途の流量検出手段（流量センサ）を設けることなく、簡易な構成で本発明を適用した軟水器を提供できる。

本発明によれば、イオン交換樹脂筒への通水温度に応じて逆洗運転時におけるイオン交換樹脂筒への最適通水流量が設定されるとともに、当該最適通水流量に基づいて逆洗運転時におけるイオン交換樹脂筒への通水流量が制御されるので、逆洗運転を効率よく行うことができる。

そのため、イオン交換樹脂筒への通水流量の不足によるイオン交換樹脂層の圧密化解消の不徹底やイオン交換樹脂筒内へのゴミ等の残留を解消することができるとともに、過剰な通水によって生ずる上部フィルタの目詰まり（また、これに伴うゴミ等の流出阻害）や水の無駄を解消することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る軟水器１の一例を示す概略構成図である。図示のように、本発明の軟水器１は、イオン交換樹脂（図示せず）を収容するイオン交換樹脂筒（カラム）２と、上水道などの水源から供給される原水（未処理水）をイオン交換樹脂筒２に取り込むための入水流路３と、イオン交換樹脂筒２を経由して軟水化処理された被処理水（軟水）を機外へ出力するための出水流路４と、上記入水流路３と出水流路４との間で上記イオン交換樹脂筒２をバイパスするバイパス流路５と、軟水器１の各部を制御する制御部６とを主要部として有している。

上記イオン交換樹脂筒２は、イオン交換樹脂及び軟水化処理を行う原水を収容するための内部空間を有する容器で構成される。本実施形態では、このイオン交換樹脂筒２として、図示のような有底筒型の容器が用いられている。このイオン交換樹脂筒２の内部空間の容積は適宜設定可能であるが、たとえば家庭用の軟水器においては数リットルないし十数リットル程度の範囲で設定される。なお、このイオン交換樹脂筒２を構成する容器は、後述するようにイオン交換樹脂の再生処理の際に薬液（塩水）が通されるので、少なくともその内面は耐薬液性を有する材質、たとえばステンレスやプラスチック樹脂などによって構成されている。

そして、このイオン交換樹脂筒２は、内部にイオン交換樹脂が収容された状態で、イオン交換樹脂筒２の上部から原水を導入し、この原水をイオン交換樹脂筒２内に収容・堆積されたイオン交換樹脂層を通して軟水化処理し、軟水化処理された被処理水（軟水）をイオン交換樹脂筒２の下部（イオン交換樹脂層の下層付近）から取り出すように構成されている。本実施形態では、そのための構成として、イオン交換樹脂筒２には、上部フィルタ７と下部フィルタ８とが備えられている。

図２は、これら上部フィルタ７及び下部フィルタ８の一例を示す概略構成図である。図示のように、上部フィルタ７はイオン交換樹脂筒２の上部の開口部に装着され、入水流路３を通じて供給される原水をろ過してイオン交換樹脂筒２内に導入するように設けられている。

本実施形態では、この上部フィルタ７は、その縦断面の形状が天地逆の台形を呈する略筒型のフィルタ本体部７ａを有して構成され、このフィルタ本体部７ａがイオン交換樹脂筒２の上記開口部から内部空間側に突出するように設けられている。そして、このフィルタ本体部７ａのテーパ面にはその全周にわたってろ過用のスリット９が多数形成されており、入水流路３から供給される原水はこのスリット９を通ってイオン交換樹脂筒２内に導入される。

一方、下部フィルタ８は、フィルタ本体部８ａとこのフィルタ本体部８ａに連通する軟水取出管８ｂとを有して構成される。このフィルタ本体部８ａは、上記上部フィルタ７のフィルタ本体部７ａと略同様に、その縦断面の形状が天地逆の台形を呈する略筒型の形態で構成され、そのテーパ面の全周にわたってろ過用のスリット１０が多数形成されている（図２参照）。

そして、この下部フィルタ８は、フィルタ本体部８ａがイオン交換樹脂筒２の内部空間の下部に（その底面に臨んで）配置されるとともに、上記軟水取出管８ｂが上記上部フィルタ７のフィルタ本体部７ａを貫通して上記イオン交換樹脂筒２の開口部から外部に取り出され、その端部が上記出水流路４の端部に接続される。

換言すれば、このフィルタ本体８ａは、イオン交換樹脂筒２内に収容・堆積されたイオン交換樹脂層の下層部分に埋没状態で配置され、イオン交換樹脂層を通って軟水化処理された被処理水がスリット１０を通じて下部フィルタ８内に流入するように構成されている。そして、この下部フィルタ８内に流入した被処理水は上記軟水取出管８ｂを通じて出水流路４に導入される。

ここで、上部フィルタ７及び下部フィルタ８に形成されるろ過用のスリット９，１０のスリット幅Ｌ（図２(b)参照）は、いずれもイオン交換樹脂の粒径より小さくなるように設定されている。特に本実施形態では、このスリット幅Ｌは上部フィルタ７より下部フィルタ８が小さく設定される。たとえば、イオン交換樹脂の粒径が０．４ｍｍである場合、上部フィルタ７のスリット幅は０．３ｍｍ、下部フィルタ８のスリット幅は０．１５ｍｍ程度に設定される。これにより、上部フィルタ７のスリット９をすり抜けたゴミや破砕されたイオン交換樹脂が下部フィルタ８のスリット１０を通過して出水流路４に流出するのが防止されている。

なお、本実施形態では、軟水化処理された被処理水（軟水）を、軟水取出管８ｂを介してイオン交換樹脂筒２の上部に案内してから出水流路４に導くように構成した場合を示したが、下部フィルタ８がイオン交換樹脂層によって軟水化処理された被処理水を取り込み可能に設けられていればよく、下部フィルタ８から取り込んだ軟水をイオン交換樹脂筒２の底部やその側面等から取り出すように軟水取出管８ｂを配設することも勿論可能である。要は、イオン交換樹脂層によって軟水化処理された被処理水が出水流路４に導かれるように管路が構成されていればよい。

上記入水流路３は、その一端に上記水源からの給水を受けるための入水口１１を有し、その他端が上記上部フィルタ７に接続された配管経路で構成される。この入水流路３には、図１に示すように、入水口１１側から順に、水源からの給水圧を調整するための減圧弁１２、水源側への逆流を防止するための逆流防止機構１３及びイオン交換樹脂筒２への入水を制御する一対の入水弁１４、１４が介装されている。ここで、図において、逆流防止機構１３を構成する逆止弁１３０，１３０の直列回路と入水弁１４とがそれぞれ並列に２列設けられているのは入水流路３の流路抵抗が高くなるのを防止するためであり、たとえば、入水流路３の管路断面積が大きいなど流路抵抗が許容できる範囲に納まる場合には必ずしもこれらを並列に設ける必要はない。

一方、出水流路４は、その一端に屋内配管などに接続されて軟水を出水するための出水口１６を有し、その他端が上記下部フィルタ８の軟水取出管８ｂに接続される配管経路で構成される。この出水流路４には、上記下部フィルタ８側から順に、軟水の出水を制御する一対の採水弁１７と上記出水口１６からの出水の流量を検出するための出水流量センサ１８が介装されている。ここで、図において、上記採水弁１７が２個並列に設けられているのは上記入水流路３における入水弁１４の場合と同様、出水流路４の流路抵抗が高くなるのを防止するためである。したがって、流路抵抗が許容できる範囲に納まる場合にはこの採水弁１７を１個とすることも可能である。

なお、本実施形態においては、この採水弁１７は、上記制御部６によって弁体（図示せず）の開度を調節できる流量制御弁で構成されている。すなわち、この採水弁１７は、後述する逆洗運転時において上記制御部６とともに流量制御手段として機能するように設けられている。

上記バイパス流路５は、上記入水流路３の入水弁１４の上流側かつ逆流防止機構１３の下流側の接続点Ａと、上記出水流路４の採水弁１７の下流側かつ出水流量センサ１８の上流側の接続点Ｂとを接続する配管経路で構成される。このバイパス流路５には、入水流路３側から順に、バイパス流路５の通水流量を検出するためのバイパス流量センサ２０とバイパス流路５の流量を制御するバイパス弁２１とが介装されている。そして、本実施形態においては、このバイパス流量センサ２０が、後述する逆洗運転時に上記出水流量センサ１８及び制御部６とともに流量検出手段を構成するものとされている（詳細は後述する）。

そして、さらに本実施形態に示す軟水器１においては、上記入水管路３の上記接続点Ａの上流側に、入水管路３を流れる通水（原水）の温度を検出するための温度検出手段としてサーミスタ２２が設けられている。このような温度検出手段は従来の軟水器には設けられておらず、本実施形態におけるサーミスタ２２は、後述する逆洗運転時にイオン交換樹脂筒２への通水温度を検出する温度検出手段として機能するように設けられている。

この他、図１において、上記入水流路３の上記入水弁１４と上部フィルタ７との間の接続点Ｃに接続されているのは逆洗運転時等においてイオン交換樹脂筒２から流出する水を機外に排水するための排水管（排水用流路）２５であり、この排水管２５の先端は機外に通じる排水口２６に接続されている。この排水管２５は、逆洗運転時など排水が必要な場合にのみ開弁する排水弁２７を備えており、通常の状態では排水管２５に通水が生じないように閉弁されている。

また、この軟水器１は、イオン交換樹脂の再生処理を行うための薬液（塩水）を生成・貯留するための薬液タンク３０を備えている。この薬液タンク３０内には薬液の元となる塩を投入するための塩投入部３０１と薬液タンク３０内の水位を検出する水位センサ３０２が備えられている。そして、この薬液タンク３０には、一端が上記出水流路４（具体的には下部フィルタ８の近傍）に接続され（図中の接続点Ｄ参照）、他端が薬液タンク３０の下部に接続された薬液管３１と、一端が上記バイパス流路５のバイパス流量センサ２０の下流側に接続され（図中の接続点Ｅ参照）、他端が薬液タンク３０の上部に接続された補水管３２とが接続されている。そして、上記薬液管３１にはイオン交換樹脂の再生処理時（通薬運転時）などに開弁する薬液弁３３が設けられ、また、上記補水管３２には薬液タンク３０への補水運転時に開弁する補水弁３４が設けられている。

そして、これに関連して、上記接続点Ｄと上記排水管２５との間には上記薬液を機外に排出するための薬液排出管３５が接続されており、上記薬液弁３３とこの薬液排出管３５上に設けられる薬液排出弁３６とを開弁することによって薬液タンク３０内の薬液を機外に排出できるように構成されている。

また、図１において上記バイパス流路５と並行して配設されている第２のバイパス流路３７は、上記バイパス弁２１、入水弁１４、採水弁１７などが閉弁状態で固着（閉故障）したような場合に手動でバイパス流路を設定できるようにするための予備配管であって、この第２のバイパス流路には手動で開弁可能な開閉弁３８が設けられている。

なお、図１において符号３９ａ〜３９ｃで示すものは、いずれも水源からの給水圧を利用した流出防止機構である。これら流出防止機構３９ａ〜３９ｃは、いずれも第２の排水口４０に連通する第１の管路４１と、上記水源に連通する第２の管路４２と、流出を防止したい配管に接続される第３の管路４３とを有しており、水源からの給水圧を上記第２の管路４２を介して弁体４４の背面側に導入し、この給水圧によって弁体４４がバネ４５の弾性に抗して上記第１の管路４１の開口端を塞ぐように配置しており、給水圧の低下によって弁体４４がバネ４５の弾性に抗しきれずに開弁したときには上記第１の管路４１と上記第３の管路４３とが連通するように構成されている。つまり、水源からの給水圧が正常である場合には上記第１の管路４１と第３の管路４３とは弁体４４によって閉止・遮断されているが、水源からの給水圧が低下したときは上記第１の管路４１と上記第３の管路４３とが連通して上記第３の管路４３側に連通する配管の通水を第１の管路４１側に排出するように構成されている。

上記制御部６は、軟水器１の各部を制御するためのマイクロコンピュータ（図示せず）やデータ等を記憶する記憶手段（図示せず）を備えた制御基板で構成される。そして、この制御部６には、上記出水流量センサ１８、バイパス流量センサ２０及びサーミスタ２２などの各種のセンサ類が電気的に接続され、これらセンサ類で検出される各種情報が制御部６（具体的にはマイクロコンピュータ）に取り込み可能に構成されるとともに、制御部６は、上記入水弁１４、採水弁１７、バイパス弁２１、排水弁２７、薬液弁３３、補水弁３４などの各種弁装置とも電気的に接続され、これら各種弁装置に対して弁の開閉制御や開度制御用の制御信号を出力できるように構成されている。

そして、この制御部６には、外部から軟水器１の操作が行えるようにリモートコントローラ５０が設けられており、このリモートコントローラ５０には操作部５１と表示部５２とが備えられている。

しかして、このように構成された軟水器１の動作について以下に説明する。
本実施形態に示す軟水器１は、制御部６による制御によって以下の３つの運転モードを備えており、各運転モードに応じて制御部６は以下のような制御を実行するように構成されている。

Ａ：通常運転モード
通常運転モードは、水源から供給される原水をイオン交換樹脂筒２内で軟水化処理して出水口１６から出水させるための運転モードであって、制御部６が後述する再生運転モードまたはブロー運転モードにあるとき以外はこの通常運転モードとされ、以下の通常運転が行なわれる。

すなわち、通常運転を行う場合、制御部６は、上記入水弁１４，１４及び採水弁１７，１７を開弁（入水弁１４及び採水弁１７は全開）させるとともに、その他のバイパス弁２１、排水弁２７、薬液弁３３、補水弁３４、及び薬液排出弁３６を閉弁状態とする。

そのため、この通常運転モードにあるときは、出水口１６側、つまりこの出水口１６に接続される屋内配管側でカランが開かれるなどして通水が生じると、これに伴って水源から供給される原水が入水流路３を経由して上部フィルタ７からイオン交換樹脂筒２内に下方流として通水される。そして、この原水がイオン交換樹脂筒２内のイオン交換樹脂層で軟水化処理された後、下部フィルタ８及び出水流路４を介して出水口１６から屋内配管側に供給される。

Ｂ：再生運転モード
再生運転モードは、軟水器１の継続的な使用によって性能が劣化したイオン交換樹脂に対して薬液（塩水）を通すなどしてイオン交換樹脂の性能を再生することを目的として定期的に実行される運転モードである。

この再生運転モードになると、制御部６は逆洗運転、補水運転、通薬運転、押出・洗浄運転の順で以下のような処理を実行する。

ａ：逆洗運転
逆洗運転は、イオン交換樹脂筒２に対して上方流で通水することにより、通常運転によって圧密化したイオン交換樹脂を解きほぐし、イオン交換樹脂筒２内に蓄積されたゴミなどを排出するために行う運転である。

逆洗運転を行う場合、制御部６は、上記入水弁１４，１４を閉弁させるとともに、バイパス弁２１及び採水弁１７，１７を開弁させて、水源から供給される原水が入水流路３の接続点Ａ，バイパス流路５、出水流路４の接続点Ｂ、採水弁１７，１７、出水流路４の接続点Ｄ、下部フィルタ８を通ってイオン交換樹脂筒２内に供給されるようにして、イオン交換樹脂筒２内に上方流を生じさせる。また、これと並行して、排水弁２７を開弁させて、上記上方流によって上部フィルタ７から入水流路３側に流出する逆洗に用いられた水やゴミ等が接続点Ｃを介して排水管２５から機外に排出されるようにする。

そして、本実施形態に示す軟水器１においては、この際に、上記採水弁１７，１７の弁開度を制御することによってイオン交換樹脂筒２内への通水流量を調節し、イオン交換樹脂筒２内で生ずるイオン交換樹脂の上方への展開（逆洗展開率）が効率よく逆洗運転を行うのに適した理想的な逆洗展開率となるように採水弁１７，１７の弁開度の制御（流量制御）を行う。

本実施形態に示す軟水器１は、このような流量制御を行うために、制御部６が以下のような構成を備えている。

すなわち、制御部６の記憶手段には、上記理想的な逆洗展開率（又はこれに近似する逆洗展開率）として設定される最適逆洗展開率と、イオン交換樹脂筒２への通水温度とイオン交換樹脂筒２への通水流量とイオン交換樹脂の逆洗展開率との相関関係を示すデータとを予め記憶させておく。

ここで、理想的な逆洗展開率とは、逆洗運転により展開される（上方に浮き上がる）イオン交換樹脂によってイオン交換樹脂筒２内の空き容量が満たされるように設定された逆洗展開率のことである。具体的には、たとえば、図３(b)に示すようにイオン交換樹脂筒（カラム）の内部空間の容積が１６リットルで、その内径（直径）が２００ｍｍ、イオン交換樹脂筒２内に収容されたイオン交換樹脂量が１０リットルである場合、理想的な逆洗展開率は６０％となる。

つまり、この場合、イオン交換樹脂筒２内の空き容量は６リットルであるので、イオン交換樹脂（１０リットル）がその６０％分だけ展開されると空き容量が満たされ、効率よく逆洗運転を行うことができるようになる。そのため、このようなイオン交換樹脂筒２が使用されている場合には、最適逆洗展開率を６０％として上記記憶手段に記憶させる。なお、この最適逆洗展開率は、上記理想的な逆洗展開率と近似する値（たとえば、理想的な逆洗展開率の９０〜９９％程度の値）を用いてもよく、また、イオン交換樹脂筒２の内部空間の容量・断面積や収容するイオン交換樹脂量によっても変動するので、これらが変わる場合にはその都度設定変更されることは勿論である。

これに対し、イオン交換樹脂筒２への通水流量とイオン交換樹脂の逆洗展開率との相関関係は、イオン交換樹脂筒２への通水温度によって変動する。そのため、上記記憶手段に記憶させるデータとしては、図３(a)に示すような、イオン交換樹脂筒への通水温度と、イオン交換樹脂筒２への通水流量（この通水流量として、図３(a)では、１時間当たりの流量／イオン交換樹脂筒２の断面積で表される面速度（ＬＶ）を示す）と、イオン交換樹脂の逆洗展開率との相関関係を示したデータがテーブルとして記憶される。

なお、ここで逆洗運転によって実際にイオン交換樹脂筒２内に生じるイオン交換樹脂の展開（逆洗展開）は、イオン交換樹脂に与える上方流の与え方によっても変動するので、上記記憶手段に記憶させる上記相関関係のデータは、軟水器１と同様の条件（同じイオン交換樹脂筒及び同じ下部フィルタを使用した条件下）で得られた実測値（またはその近似値）を記憶させておくのが好ましい。ちなみに、本実施形態では、下部フィルタ８のスリット１０は、フィルタ本体部８ａのテーパ面の全周にわたって設けられていることから、このフィルタ本体部８ａから生じる上方流は、図２(a)に示すようにイオン交換樹脂筒２の中心部から外側に向かって放射状に生じる。そのため、本実施形態の軟水器１においては、イオン交換樹脂の逆洗展開がまんべんなく生じるようになる。

そして、制御部６は、採水弁１７，１７の弁開度の制御（流量制御）を行うに当たり、イオン交換樹脂の逆洗展開率が上記最適逆洗展開率となるように、上記サーミスタ２２で検出される検出温度と上記相関関係データとから最適通水流量を設定するとともに、イオン交換樹脂筒２への通水流量が上記最適通水流量となるように採水弁１７，１７の弁開度を設定する。

すなわち、制御部６はサーミスタ２２で検出される通水温度を条件として、この条件下で、上記最適逆洗展開率と同じ逆洗展開率（又はその近似値）を示す通水流量を上記相関関係データに基づいて演算し、その演算結果を最適通水流量として設定する。ここで、最適逆洗展開率が６０％と仮定すると、その際に設定される最適通水流量は、図３(a)に示すように、サーミスタ２２で検出される通水温度が５℃であれば流速８．９７ＬＶ、通水温度が２５℃であれば流速２１．００となる。そして、これらの値を図３(b)のイオン交換樹脂筒（カラム）２の内径条件における流量に換算すると、通水温度が５℃であれば４．７リットル／分であるのに対し、通水温度が２５℃であれば１１．０リットル／分となる。

このようにして最適通水流量が演算されると、次に、制御部６はこの最適通水流量に基づいて、イオン交換樹脂筒２への通水流量が最適通水流量となるように採水弁１７，１７の流量制御を実行する。

ところで、この流量制御にあたっては、イオン交換樹脂筒２への通水流量を測定せずに、水源からの給水圧（または減圧弁１２の設定圧力）と、イオン交換樹脂筒２に至るまでの流路断面積（流路抵抗）とに基づいて採水弁１７，１７の弁開度を制御するいわゆるＦＦ制御によることも可能である。しかし、本実施形態の軟水器１においては、このようなフィードフォワード制御に加えて、あるいはこれに代えて、イオン交換樹脂筒２への実際の通水流量によるフィードバック制御を用いている。

すなわち、本実施形態では、上記イオン交換樹脂筒２への通水流量を、制御部６がバイパス流量センサ２０の検出流量値から出水流量センサ１８の検出流量値を減算することにより求めるように構成されている。換言すれば、本実施形態の軟水器１においては、イオン交換樹脂筒２への通水流量を検出するために個別の流量検出手段を設けずに、他の用途のために配設された流量センサ１８，２０を利用してイオン交換樹脂筒２への通水流量を求めるように構成されている。

そして、このようにしてイオン交換樹脂筒２への通水流量（検出流量値）が演算されると、制御部６はこの検出流量値に基づいて採水弁１７，１７の弁開度についてのフィードバック制御を実行する。

なお、上記のような逆洗運転は、予め制御部６において設定された所定時間が経過するまで継続され、所定時間が経過して逆洗運転が終了すると、これに続いて補水運転が開始される。

このように、本実施形態に示す軟水器１では、逆洗運転時に、制御部６がイオン交換樹脂筒２への通水温度に応じてイオン交換樹脂筒２への最適通水流量を設定してイオン交換樹脂筒２への通水流量の制御を行うので、逆洗運転を効率よく行うことができる。そのため、イオン交換樹脂筒２への通水流量が不足したり、通水流量が過剰となることがなく、イオン交換樹脂筒２内に残留するゴミ等を効率よく排出することができる。

ｂ．補水運転
補水運転は、薬液タンク３０に原水を導入し、薬液（塩水）を生成するために行う運転である。

補水運転を行う場合、制御部６は、上記入水弁１４，１４及び採水弁１７，１７を閉じるとともに、バイパス弁２１及び補水弁３４を開弁させて、水源から供給される原水が入水流路３の接続点Ａ、バイパス流路５の接続点Ｅ、補水管３２を通って薬液タンク３０内に導入されるようにする。

これにより、薬液タンク３０内に原水が導入され、塩投入部３０１にある塩と原水が混ざり合い薬液が生成される。なお、原水の導入によって薬液タンク３０内の水位が所定の水位まで上昇すると、水位センサ３０２でこれを検知して補水運転が停止される。

ｃ．通薬運転
通薬運転は、薬液タンク３０で生成された薬液をイオン交換樹脂筒２に通すために行う運転である。

この通薬運転を行う場合、制御部６は、上記入水弁１４，１４及び採水弁１７，１７を閉じるとともに、薬液弁３３及び排水弁２７を開弁させて、薬液タンク３０から供給される薬液が薬液管３１、接続点Ｄ、下部フィルタ８を通ってイオン交換樹脂筒２内に導入されるようにして、イオン交換樹脂筒２内に上方流を生じさせる。これによって、イオン交換樹脂筒２内のイオン交換樹脂が薬液に浸されイオン交換樹脂の再生が行われる。なお、この上方流によって上部フィルタ７から流出する薬液は入水流路３の接続点Ｃを介して排水管２５から機外に排出される。

また、この通薬運転の際には、上記制御部６はバイパス弁２１を開弁させておき、屋内配管側でカランが開かれるなどして通水が生じた場合には、水源から供給される原水がバイパス流路５を介して出水口１６に導入されるようにする。

なお、この通薬運転も上記逆洗運転と同様に、予め制御部６において設定された所定時間が経過するまで（または所定量の薬液が通薬されるまで）継続され、通薬運転が終了すると続く押出・洗浄運転が開始される。

ｄ．押出・洗浄運転
押出・洗浄運転は、上記通薬運転によってイオン交換樹脂筒２や配管内に溜まった薬液を原水で押出排出し、イオン交換樹脂筒２内等を洗浄するために行う運転である。

この押出・洗浄運転においては、はじめに上述した逆洗運転と同様の逆方向の通水が生じる運転を行った後に順方向の通水が生じる洗浄運転が行われる。そのため、まず、逆洗運転と同様に、上記入水弁１４，１４を閉弁させるとともに、バイパス弁２１、採水弁１７，１７及び排水弁２７を開弁させて、水源から供給される原水を入水流路３の接続点Ａ，バイパス流路５、出水流路４の接続点Ｂ、採水弁１７，１７、出水流路４の接続点Ｄ、下部フィルタ８を介してイオン交換樹脂筒２内に導入して、上方流による押出しによって上部フィルタ７から流出する水などを排水管２５から機外に排出する。そして、その後に、上記入水弁１４，１４及び薬液排出弁３６を開弁（入水弁１４は全開）させるとともに、その他のバイパス弁２１、排水弁２７、薬液弁３３及び補水弁３４を閉弁状態として、入水口１１から導入される原水が入水弁１４，１４、上部フィルタ７、下部フィルタ８及び薬液排出弁３６を経由して薬液排出管３５、排出管２５を通じて排水口２６から排水する。なお、この順方向の洗浄運転により、上記通薬運転の際に下部フィルタ８の内側に捕捉されていた異物（薬液タンク３０への塩投入時等に混入するゴミなど）が外部に排出される。

この押出・洗浄運転も上記逆洗運転と同様に、予め制御部６において設定された所定時間が経過するまで継続される。そして、この押出・洗浄運転が終了すると再生運転モードが解除されて通常運転モードに復帰する。なお、この押出・洗浄運転は、上記逆洗運転と同様の運転を含んでいるので、その際は逆洗運転時におけるのと同様の流量制御を行うように構成してもよいことは勿論である。

Ｃ：ブロー運転モード
ブロー運転モードは、軟水器１の未使用の状態（出水口１６からの出水がない状態）が所定時間（たとえば、２４時間）継続した場合に、イオン交換樹脂筒２内を洗浄してイオン交換樹脂筒２内の水を新しいものに交換するために実行される運転モードである。この運転モードの内容は上述した逆洗運転と同様であり、この場合も逆洗運転時におけるのと同様の流量制御を行うように構成することも可能である。

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。

たとえば、上述した実施形態では、温度検出手段としてサーミスタ２２を用いた場合を示したが、通水温度の検出が可能なセンサであればサーミスタ以外のセンサを用いることも可能である。また、この温度検出手段は通水温度を直接検出するように構成されるのが望ましいが、たとえば配管が金属製であるような場合には配管の温度を通じて間接的に通水温度を検出するように構成することも可能である。さらに、上述した実施形態では、温度検出手段としてのサーミスタ２２が入水管路３における接続点Ａの上流側に設けられた場合を示したが、逆洗運転によって原水が通水する流路上であればいずれに設けられていてもよい。

また、上述した実施形態では、再生運転モードは定期的（自動的）に行われる場合を示したが、リモートコントローラ５０の操作部５１の操作によって行なわせることができるように構成することも可能である。また、同様に操作部５１の操作によって逆洗運転のみが単独で行えるように構成することも可能である。

また、上述した実施形態では、逆洗運転時の流量制御手段として採水弁１７を用いた場合を示したが、流量制御手段としては排水弁２７やバイパス弁２１を用いることもできる。これら排水弁２７やバイパス弁２１を流量制御手段として用いる場合、排水弁２７またはバイパス弁２１には制御部６による弁開度の制御が可能な流量制御弁が用いられる。

本発明に係る軟水器の一例を示す概略構成図である。 同軟水器における上部フィルタ及び下部フィルタの一例を示す概略構成図であり、図２(a)は上部フィルタ及び下部フィルタの外観図を、図２(b)は同上部フィルタの外観を示す斜視図である。 同軟水器において制御部の制御を説明するための説明図であり、図３(a)はイオン交換樹脂筒への通水温度とイオン交換樹脂筒への通水流量とイオン交換樹脂の逆洗展開率との相関関係の一例を示す関係図であり、図３(b)はイオン交換樹脂筒の容積等と理想的な逆洗展開率との関係の一例を示す説明図である。また、図３(c)は、通水温度によって通水流量が変化することの一例を示す説明図である。

符号の説明

１ 軟水器
２ イオン交換樹脂筒
３ 入水流路
４ 出水流路
５ バイパス流路
６ 制御部
７ 上部フィルタ
８ 下部フィルタ
１３ 逆流防止機構
１４ 入水弁
１７ 採水弁（流量制御手段）
１８ 出水流量センサ
２０ バイパス流量センサ
２１ バイパス弁
２２ サーミスタ（温度検出手段）
２５ 排水管（排水用流路）
２７ 排水弁
３０ 薬液タンク
３３ 薬液弁
３４ 補水弁
３９ａ〜３９ｃ 流出防止機構

Claims (6)

1. イオン交換樹脂が収容されたイオン交換樹脂筒に対して軟水生成時とは逆方向に通水させる逆洗運転機能を有する軟水器において、
   前記イオン交換樹脂筒への通水温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出温度に応じて逆洗運転時におけるイオン交換樹脂筒への最適通水流量を設定する逆洗流量設定手段と、逆洗運転の際に前記イオン交換樹脂筒への通水流量が前記最適通水流量となるようにイオン交換樹脂筒への通水流量を制御する流量制御手段とを備えた
   ことを特徴とする軟水器。
2. 前記逆洗流量設定手段は、予め設定される最適逆洗展開率と、イオン交換樹脂筒への通水温度と前記イオン交換樹脂筒への通水流量とイオン交換樹脂の逆洗展開率との相関関係データとを有し、イオン交換樹脂の逆洗展開率が前記最適逆洗展開率となるように、前記温度検出手段で検出される検出温度と前記相関関係データとから前記最適通水流量を設定することを特徴とする請求項１に記載の軟水器。
3. 前記最適逆洗展開率は、逆洗運転により展開されるイオン交換樹脂によって前記イオン交換樹脂筒の空き容量が満たされるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の軟水器。
4. 前記逆洗運転時にイオン交換樹脂筒への通水流量を検出する流量検出手段を備え、前記流量制御手段が通水流量を制御するにあたりこの流量検出手段の検出流量に基づいてフィードバック制御が行われることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の軟水器。
5. 軟水生成時に水源から供給される原水を前記イオン交換樹脂筒に取り込むための入水流路と、前記イオン交換樹脂筒を経由して軟水化処理された被処理水を機外へ出力するための出水流路と、前記入水流路と出水流路との間で前記イオン交換樹脂筒をバイパスするバイパス流路と、逆洗運転時においてイオン交換樹脂筒から流出する水を機外に排水するための排水用流路とを有し、
   前記入水流路は前記バイパス流路との流路接続点より前記イオン交換樹脂筒側に入水弁を、前記出水流路は前記バイパス流路との流路接続点より前記イオン交換樹脂筒側に採水弁を、前記バイパス流路はバイパス弁を、さらに前記排水用流路は排水弁をそれぞれ備え、
   前記逆洗運転時には前記入水弁を閉じるとともに前記バイパス弁、採水弁及び排水弁を開くことによって前記イオン交換樹脂筒に軟水生成時とは逆方向の通水を生じさせるように構成され、
   前記流量制御手段として前記採水弁又は排水弁が用いられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の軟水器。
6. 軟水生成時に水源から供給される原水を前記イオン交換樹脂筒に取り込むための入水流路と、前記イオン交換樹脂筒を経由して軟水化処理された被処理水を機外へ出力するための出水流路と、前記入水流路と出水流路との間で前記イオン交換樹脂筒をバイパスするバイパス流路とを有し、
   前記入水流路は前記バイパス流路との流路接続点より前記イオン交換樹脂筒側に入水弁を、前記出水流路は前記バイパス流路との流路接続点より前記イオン交換樹脂筒側に採水弁を、前記バイパス流路はバイパス弁をそれぞれ備え、
   さらに、前記バイパス流路にバイパス流路の通水流量を検出するバイパス流量センサを、前記出水流路には前記バイパス流路との流路接続点より機外側に機外への出水流量を検出する出水流量センサをそれぞれ備え、
   前記逆洗運転時には前記入水弁を閉じるとともに前記バイパス弁及び採水弁を開くことによって前記イオン交換樹脂筒に軟水生成時とは逆方向の通水を生じさせるように構成され、
   前記流量検出手段が、前記バイパス流量センサの検出流量から前記出水流量センサの検出流量を減算することによりイオン交換樹脂筒への通水流量を検出することを特徴とする請求項４に記載の軟水器。

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