JP2012170922A - イオン交換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】開口部102aを有する筐体本体部102と、開口部102aを開閉可能な蓋部材105と、圧力タンク2と、再生液タンク4と、筐体本体部102の外部から原水W1を導入する原水導入部110と、筐体本体部102の外部へ処理水W2を導出する処理水導出部112と、筐体本体部102の外部に、圧力タンク2及び再生液タンク4から排出される液体W5を排出する排液部113と、を備え、筐体本体部102は、その側部に、使用時に正面となり得る第1使用時正面103及び第2使用時正面104を有し、原水導入部110、処理水導出部112及び排液部113は、筐体本体部102の側面108aにおける下部に集約して配置される。
【選択図】図2
Description
以下、本発明のイオン交換装置の第1実施形態の硬水軟化装置1について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明のイオン交換装置の第1実施形態の硬水軟化装置1を示す全体構成図である。図2は、第1使用時正面103側から視た硬水軟化装置1を示す斜視図である。図3は、第2使用時正面104側から視た硬水軟化装置1を示す斜視図である。図4(a)は、硬水軟化装置1における操作パネル410の配置構造を示す部分平面図、図4(b)は、硬水軟化装置1における操作パネル410の配置構造を示す部分断面図である。図5は、本実施形態のプロセス制御バルブ3により実行されるプロセスを示すフローチャートである。図6は、本実施形態の各プロセスにおけるプロセス制御バルブ3の開閉状態を示す説明図である。
第1蓋流路221は、タンク蓋部材22の内部を貫通して設けられる流路である。第1蓋流路221には、圧力タンク本体21の底部付近へ延びる第1集配液管231が接続されている。第1蓋流路221は、後述の原水ラインL1及び排水ラインL5として機能する。
第2蓋流路222は、タンク蓋部材22の内部を貫通して設けられ、頂部スクリーン241を介して、圧力タンク2の内部と連通する流路である。第2蓋流路222は、後述の軟水ラインL2及び塩水ラインL4として機能する。
イオン交換樹脂床211は、原水W1を軟水化する処理材として機能する。イオン交換樹脂床211は、圧力タンク本体21の内部において、支持床212の上部に積層されている。支持床212は、イオン交換樹脂床211に対する流体の整流部材として機能する。支持床212は、圧力タンク本体21の底部側に収容されている。
塩水タンク4は、圧力タンク2のタンク蓋部材22よりも重力方向における上方に近接して配置されている。
原水タンク6は、圧力タンク2よりも重力方向における上方に配置されている。原水タンク6の液面と、排水ラインL5の開放末端部との高さ関係は、原水タンク6の液面 > 排水ラインL5の開放末端部の関係となるように設定されている。そして、本実施形態の硬水軟化装置1は、原水タンク6における液面と排水ラインL5の開放末端部との間の水頭圧差により、原水タンク6から圧力タンク2へ原水W1が流下するように構成されている。原水タンク6の詳細については後述する。
プロセス制御バルブ3において、これらの弁311〜315は、種々の作動機構及び弁構造を採用することができる。具体的には、カム機構により作動されるリフト式又はダイアフラム式の流路開閉弁や、リンク機構により作動されるスライドピストン式の流路開閉弁等が好適である。
具体的には、原水ラインL1は、プロセス制御バルブ3の外部(原水供給源)から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。軟水ラインL2は、プロセス制御バルブ3の外部(圧力タンク2)から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。希釈水ラインL3は、プロセス制御バルブ3の外部(原水タンク6)から内部に導入されるように延びている。塩水ラインL4は、プロセス制御バルブ3の外部(塩水タンク4)から内部に導入され、再度外部(圧力タンク2)へ向けて延びている。排水ラインL5は、プロセス制御バルブ3の外部(圧力タンク2)から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。第1補水ラインL7は、原水ラインL1の接続部J11(後述)と原水タンク6に設けられた第1フロート弁74(後述)とを接続する。第2補水ラインL8は、原水ラインL1の接続部J14(後述)と塩水タンク4内に配置された第2フロート弁75(後述)とを接続する。
排水部113については、後述する。
また、塩水タンク4の上部には、オーバーフロー管(図示せず)が取り付けられている。このオーバーフロー管は、第2フロート弁75の故障等により流路の遮断不良が発生した場合に、溢れた塩水W4を系外に排出するための設備である。
ベース部101は、平面視でほぼ長方形状となっており、筐体100の底部を構成する。ベース部101には、図1に示す圧力タンク2、プロセス制御バルブ3及び各種ラインを形成する配管群(図示せず)等が設置される。
図2に示すように、第1原水導入部110は、胴部102における一方側の側面108aの下部に設けられ、かつ、筐体100の内部において原水ラインL1(図1参照)を形成する配管(図示せず)の上流側の端部に配置される。第1原水導入部110は、筐体100の外部において原水ラインL1を形成する配管(図示せず)と接続可能に構成される。
パネル本体部411は、操作パネル410の本体をなし、円板状に構成される。パネル本体部411の裏面の中心には、回転軸415が設けられる。この回転軸415は、上パネル部106に回転自在に支持される。
表示部413は、例えば、液晶表示装置から構成され、操作ボタン部412により入力される設定項目、再生中の工程、故障診断等の情報を表示する。
(ST1)原水W1をイオン交換樹脂床211に対して下から上へ通過させる水処理プロセス(水軟化プロセス)
(ST2)原水W1を排水ラインL5から強制排水して、排水ラインL5の内部に滞留しているエアを排出する(エア抜きする)と共に、排水ラインL5に溜まったゴミ等を除去することにより、再生不良を防止する呼び水プロセス
(ST3)再生液としての塩水W4をイオン交換樹脂床211に対して上から下へ通過させる再生プロセス
(ST4)押出水としての原水W1をイオン交換樹脂床211に対して上から下へ通過させる押出プロセス
(ST5)濯ぎ水としての原水W1をイオン交換樹脂床211に対して上から下へ通過させるリンス・プロセス
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図6のST1に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインL1を流れる水道水、地下水、工業用水等の原水W1は、原水ラインL1を介して、圧力タンク本体21の内部に供給され、底部スクリーン242から配水される。底部スクリーン242から配水された原水W1は、イオン交換樹脂床211を上昇流で通過する。その過程において、原水W1の硬度成分は、ナトリウムイオン(又は、カリウムイオン)へ置換され、原水W1は軟水化される。
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図6のST2に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインL1を流れる原水W1は、原水ラインL1から接続部J12及びJ13を経て排水ラインL5を流通し、排水W5として排水ラインL5の開放末端部から系外に排出される。
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図6のST3に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水タンク4の内部に貯留された塩水W4は、塩水タンク4の液面と排水ラインL5の開放末端部との水頭圧差により、塩水ラインL4を介して流下する。同時に、原水タンク6の内部に貯留された原水W1は、原水タンク6の液面と排水ラインL5の開放末端部との水頭圧差により、希釈水ラインL3を介して流下する。各ラインを流下した塩水W4と原水W1とは、塩水ラインL4の接続部J4で混合され、所定濃度(約10重量%)の塩水W4となる。この塩水W4は、塩水ラインL4を介して、圧力タンク2の頂部に配置された頂部スクリーン241から配液され、圧力タンク本体21の内部を下降流で通過する。その過程において、塩水W4は、イオン交換樹脂床211を再生する。使用済みの塩水W4は、圧力タンク2の底部に配置された底部スクリーン242で集液され、排水ラインL5を介して系外に排水される。この再生プロセスST3は、所定時間実行され、所定量の塩水W4を供給することにより完了する。
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図6のST4に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水W4が塩水ラインL4を介して流下しなくなり、原水タンク6の内部に貯留された原水W1のみが希釈水ラインL3及び塩水ラインL4を介して流下する。流下した原水W1は、圧力タンク2の頂部に配置された頂部スクリーン241から配水され、圧力タンク本体21の内部を下降流で通過する。その過程において、原水W1は、先行して供給された塩水W4を押し出しながら、引き続き、イオン交換樹脂床211を再生する。使用済みの塩水W4及び原水W1は、圧力タンク2の底部に配置された底部スクリーン242で集水され、排水ラインL5を介して系外に排水される。この押出プロセスST4は、所定時間実行され、所定量の原水W1を供給して塩水W4を押し出すことにより完了する。
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図6のST5に示す開閉状態に設定される。その結果、軟水通水弁313及びバイパス弁312が開状態になり、原水ラインL1には、原水供給源から原水W1が圧送される。この原水W1は、原水ラインL1、接続部J12、バイパスラインL6、接続部J22、軟水ラインL2を介して、圧力タンク2へ流通する。そして、原水W1は、圧力タンク2の頂部に配置された頂部スクリーン241から配水され、圧力タンク本体21の内部を下降流で通過する。その過程において、原水W1は、イオン交換樹脂床211の内部に残留する塩水W4を洗い流しながら、イオン交換樹脂床211をリンスする。使用済みの原水W1は、圧力タンク2の底部に配置された底部スクリーン242で集水され、排水ラインL5を介して系外に排水される。このリンス・プロセスST5は、原水用フロースイッチ321及び/又は排水用フロースイッチ418による水流有りの積算検知時間が所定時間に達するまで実行され、所定量の原水W1を供給することにより完了する。
本実施形態の硬水軟化装置1は、筐体開口部102aを有する胴部102と、筐体開口部102aを開閉可能な蓋部材105と、圧力タンク2と、塩水タンク4と、胴部102の外部から原水W1を導入する第1原水導入部110と、胴部102の外部へ軟水W2を導出する軟水導出部112と、胴部102の外部に、圧力タンク2及び塩水タンク4から排出される排水W5を排出する排水部113と、を備え、胴部102は、その側部に、使用時に正面となり得る第1使用時正面103及び第2使用時正面104を有する。そのため、ユーザは、外部配管(図示せず)との取り合い方向に応じて、装置使用時の正面として、第1使用時正面103又は第2使用時正面104のいずれかを選択して装置を設置することができ、設置の際の自由度を高めることができる。
次に、本発明のイオン交換装置の第2実施形態の硬水軟化装置1Aについて、図7を参照しながら説明する。図7(a)は、本発明のイオン交換装置の第2実施形態の硬水軟化装置1Aを模式的に示す平面図である。図7(b)は、硬水軟化装置1Aを第1使用時正面103側から視た正面図である。
その他の構成及び装置の基本動作は、前記第1実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
本実施形態の硬水軟化装置1Aにおいては、蓋部材105は、第1分割線EL1及び第2分割線EL2において分割された第1蓋片107a、第2蓋片107b及び第3蓋片107cを有し、第1蓋片107aは、第1ヒンジ401を中心に回動することにより塩投入口109(筐体開口部102a)を開閉する。また、第2蓋片107bは、第2ヒンジ402を中心に回動することにより上パネル部106に対して開閉する。
次に、本発明のイオン交換装置の第3実施形態の硬水軟化装置1Bについて、図8を参照しながら説明する。図8(a)は、本発明のイオン交換装置の第3実施形態の硬水軟化装置1Bを模式的に示す平面図であり、第2蓋片107bが閉じた状態を示している。図8(b)は、第2蓋片107bが開いた状態を示している。
本実施形態の硬水軟化装置1Bにおいては、蓋部材105は、分割線SLにおいて分割された第1蓋片107a及び第2蓋片107bを有する。第2蓋片107bは、引き込み空間404を有する引き込み部としての第1蓋片107aに対してスライドして進退する。そのため、第2蓋片107bを第1蓋片107aに対してスライドさせることによって、塩投入口109(筐体開口部102a)及び操作パネル410を容易に露出させたり、覆ったりすることができる。
次に、本発明のイオン交換装置の第4実施形態の硬水軟化装置1Cについて、図9を参照しながら説明する。図9(a)は、本発明のイオン交換装置の第4実施形態の硬水軟化装置1Cを模式的に示す平面図であり、第1蓋片107a及び第2蓋片107bが閉じた状態を示している。図9(b)は、第1蓋片107aが開き、かつ、第2蓋片107bが閉じた状態を示している。図9(c)は、第1蓋片107aが閉じ、かつ、第2蓋片107bが開いた状態を示している。
引き込み空間406は、第1分割線EL1の位置及び第2分割線EL2の位置において開口され、第1蓋片107a及び第2蓋片107bが引き込み可能に形成される。第3蓋片107cは、第1蓋片107a及び第2蓋片107bが引き込み可能な引き込み部として機能する。
また、図9(c)に示すように、第2蓋片107bは、一対のスライドレール405,405上で第3蓋片107c側にスライドすることにより、引き込み空間406に収納される。これにより、上パネル部106の操作パネル410が露出する。
本実施形態の硬水軟化装置1Cにおいては、蓋部材105は、分割線SLから実質的に等距離に位置する第1分割線EL1及び第2分割線EL2において分割された第1蓋片107a、第2蓋片107b及び第3蓋片107cを有し、第1蓋片107a及び第2蓋片107bは、引き込み空間406を有する第3蓋片107cに対してスライドして進退する。そのため、第1蓋片107a及び第2蓋片107bを第3蓋片107cに対してスライドさせることによって、塩投入口109(筐体開口部102a)及び操作パネル410を容易に露出させたり、覆ったりすることができる。
次に、本発明のイオン交換装置の第5実施形態の硬水軟化装置1Dについて、図10を参照しながら説明する。図10(a)は、本発明のイオン交換装置の第5実施形態の硬水軟化装置1Dを模式的に示す平面図である。図10(b)は、硬水軟化装置1Dを示す側面図であり、トップパネル部107が第1回動中心CL1を中心に回動して開いた状態を想像線で示している。図10(c)は、硬水軟化装置1Dを示す側面図であり、トップパネル部107が第2回動中心CL2を中心に回動して開いた状態を想像線で示している。
第5実施形態の硬水軟化装置1Dにおいては、図10(a)、図10(b)及び図10(c)に示すように、トップパネル部107は、筐体開口部102aの周辺部における対向する一端側(第2使用時正面104側)及び他端側(第1使用時正面103側)に、第1回動軸としての一対の第1回動軸部420,420及び第2回動軸としての一対の第2回動軸部422,422をそれぞれ備える。また、上パネル部106は、第1回動軸部420,420を回動自在に支持する一対の第1軸受け凹部421,421と、第2回動軸部422,422を回動自在に支持する一対の第2軸受け凹部423,423と、を備える。
詳細な図示を省略するが、第1回動軸部420及び第2回動軸部422は、トップパネル部107の両側部から外側(図10(a)の上パネル部106側)に向けて突出するように付勢される球状の部材である。第1回動軸部420及び第2回動軸部422は、トップパネル部107の両側部から出没自在に構成される。第1軸受け凹部421及び第2軸受け凹部423は、第1回動軸部420及び第2回動軸部422と係合可能な凹状に構成される。
本実施形態の硬水軟化装置1Dにおいては、トップパネル部107は、筐体開口部102aの周辺部における対向する一端側(第2使用時正面104側)及び他端側(第1使用時正面103側)に、一対の第1回動軸部420,420及び一対の第2回動軸部422,422をそれぞれ備え、第1回動中心CL1を中心にする回動と、第2回動中心CL2を中心にする回動とを、切り換え可能に構成される。
次に、本発明のイオン交換装置の第6実施形態の硬水軟化装置1Eについて、図11を参照しながら説明する。図11(a)は、本発明のイオン交換装置の第6実施形態の硬水軟化装置1Eを模式的に示す平面図である。図11(b)は、硬水軟化装置1Eを第1使用時正面103側から視た正面図であり、トップパネル部107が第1引き込み部407側に引き込まれて開いている状態を示している。図11(c)は、硬水軟化装置1Eを第1使用時正面103側から視た正面図であり、トップパネル部107が第2引き込み部408側に引き込まれて開いている状態を示している。
第6実施形態の硬水軟化装置1Eにおいては、図11(a)、図11(b)及び図11(c)に示すように、上パネル部106の上面を被覆可能なトップパネル部107と、胴部102の両側面108b,108aに設けられる一対の引き込み部407,408と、を更に備える。
このように構成された引き込み空間407a,408aに対して、トップパネル部107は、スライドして進退する。
本実施形態の硬水軟化装置1Eにおいては、トップパネル部107の全部又は一部を引き込み可能な引き込み空間407a,408aを有する引き込み部407,408を更に備え、トップパネル部107は、引き込み空間407a,408aに対してスライドして進退する。そのため、トップパネル部107を引き込み空間407a,408aに対してスライドして進退することによって、上パネル部106の塩投入口109(筐体開口部102a)及び操作パネル410を露出させたり、覆ったりすることができる。
次に、本発明のイオン交換装置の第7実施形態の硬水軟化装置1Fについて、図12を参照しながら説明する。図12(a)は、本発明のイオン交換装置の第7実施形態の硬水軟化装置1Fの操作パネル410Aの配置構造を示す部分平面図である。図12(b)は、硬水軟化装置1Fの操作パネル410Aの配置構造を示す部分断面図である。
本実施形態の硬水軟化装置1Fは、装置の操作情報が表示される操作パネル410Aと、操作パネル410Aの外周縁部を摺動自在に支持する環状溝部106bを備え、この操作パネル410Aは、操作情報の表示方向を上パネル部106の上面に対して回転可能に構成される。そのため、筐体100(図2及び図3参照)の設置方向に応じて操作パネル410Aを回転させることにより、操作パネル410Aにおける操作情報の表示方向を、第1使用時正面103又は第2使用時正面104(図2及び図3参照)に容易に対応させることができる。
次に、本発明のイオン交換装置の第8実施形態の硬水軟化装置1Gについて、図13を参照しながら説明する。図13は、本発明のイオン交換装置の第8実施形態の硬水軟化装置1Gを示す部分平面図であり、詳細には、硬水軟化装置1Gにおける操作パネル410Bの配置構造を示す部分平面図である。
操作パネル410Bのパネル本体部411は、操作パネル410Bの本体をなし、矩形板状に構成される。ねじ430は、パネル本体部411の四隅に形成される貫通孔(図示せず)に挿通され、パネル本体部411を上パネル部106に固定する。つまり、操作パネル410Bは、ねじ430によって上パネル部106に着脱自在に固定される。
本実施形態の硬水軟化装置1Gは、装置の操作情報が表示される操作パネル410Bと、ねじ430とを備える。この操作パネル410Bは、ねじ430によって上パネル部106の上面に対して着脱自在に固定される。そのため、筐体100(図2及び図3参照)の設置方向に応じて操作パネル410Bの固定方向を変更することにより、操作パネル410Bにおける操作情報の表示方向を、第1使用時正面103又は第2使用時正面104(図2及び図3参照)に容易に対応させることができる。
前述の実施形態では、使用時に正面となり得る使用時正面として、2つの第1使用時正面103及び第2使用時正面104を有するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、硬水軟化装置は、3つ以上の使用時正面を有してもよい。
2 圧力タンク
4 塩水タンク(再生液タンク)
101 ベース部(筐体本体部)
102 胴部(筐体本体部)
102a 筐体開口部(開口部)
103 第1使用時正面(使用時正面)
104 第2使用時正面(使用時正面)
105 蓋部材
106 上パネル部(蓋部材)
107 トップパネル部(蓋部材)
107a 第1蓋片(蓋片)
107b 第2蓋片(蓋片)
107c 第3蓋片(蓋片)
108a 側面(側部)
110 第1原水導入部(原水導入部)
112 軟水導出部(処理水導出部)
113 排水部(排液部)
211 イオン交換樹脂床
400 ヒンジ(回動軸)
401 第1ヒンジ(回動軸)
402 第2ヒンジ(回動軸)
404、406、407a、408a 引き込み空間
407 第1引き込み部(引き込み部)
408 第2引き込み部(引き込み部)
410 操作パネル(操作表示部)
420 第1回動軸部(第1回動軸)
422 第2回動軸部(第2回動軸)
EL1 第1分割線(分割線)
EL2 第2分割線(分割線)
SL 中心分割線(分割線)
W1 原水
W2 軟水(処理水)
W4 塩水(再生液)
W5 排水(液体)
Claims (6)
- 有底箱状に形成され、上部に開口部を有する筐体本体部と、
前記筐体本体部の上部に設けられ、前記開口部を開閉可能な蓋部材と、
前記筐体本体部の内部に配置され、原水を導入することにより処理水を製造するイオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、
前記筐体本体部の内部に配置され、前記イオン交換樹脂床を再生する再生液が貯留される再生液タンクと、
前記筐体本体部の外部から前記圧力タンク及び前記再生液タンクに原水を導入する原水導入部と、
前記筐体本体部の外部に処理水を導出する処理水導出部と、
前記筐体本体部の外部に、前記圧力タンク及び/又は前記再生液タンクから排出される液体を排出する排液部と、
を備え、
前記筐体本体部は、その側部に、使用時に正面となり得る使用時正面を複数有し、
前記原水導入部、前記処理水導出部及び前記排液部は、前記筐体本体部の側部における所定箇所に集約して配置されるイオン交換装置。 - 前記蓋部材は、前記筐体本体部の水平断面形状における実質的な中心線が位置する分割線において分割された複数の蓋片、又は該中心線から実質的に等距離に位置する分割線において分割された複数の蓋片を有し、
前記蓋片の全部又は一部は、前記分割線の位置又は前記開口部の周辺部に配置される回動軸を中心に回動することにより前記開口部を開閉する請求項1に記載のイオン交換装置。 - 前記蓋部材は、前記筐体本体部の水平断面形状における実質的な中心線が位置する分割線において分割された複数の蓋片、又は該中心線から実質的に等距離に位置する分割線において分割された複数の蓋片を有し、
前記蓋片の全部又は一部は、該蓋片の全部又は一部を引き込み可能な引き込み空間を有する引き込み部に対してスライドして進退することにより前記開口部を開閉する請求項1に記載のイオン交換装置。 - 前記蓋部材は、前記開口部の周辺部における対向する一端側及び他端側に、第1回動軸及び第2回動軸をそれぞれ備え、前記第1回動軸を中心にする回動と、前記第2回動軸を中心にする回動とを、切り換え可能に構成される請求項1に記載のイオン交換装置。
- 前記開口部の周辺部における対向する一端側及び/又は他端側に設けられ、前記蓋部材の全部又は一部を引き込み可能な引き込み空間を有する引き込み部を更に備え、
前記蓋部材は、前記引き込み空間に対してスライドして進退することにより前記開口部を開閉する請求項1に記載のイオン交換装置。 - 装置の操作情報が表示される操作表示部を更に備え、
前記操作表示部は、前記操作情報の表示方向を前記筐体本体部に対して変更可能に構成される請求項1から5のうちのいずれか一つに記載のイオン交換装置。
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