JP2017018893A - 軟水化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】陽イオン交換樹脂の再生のための操作が容易な軟水化装置を提供する。【解決手段】本発明は、水を軟水化するイオン交換樹脂部と、タンクと、陽イオン交換樹脂の下流側に設けられた水入口部と、陽イオン交換樹脂の上流側に設けられた水出口部を備え、軟水流出と陽イオン交換樹脂の再生を繰り返しながら使用する軟水化装置であって、イオン交換樹脂部が、陽イオン交換樹脂の上流側と下流側にメッシュ部材を備え、陽イオン交換樹脂の容量が、上流側のメッシュ部材と下流側のメッシュ部材の間の容積の９０％以上であって、所定の再生の後、通水流量が１０Ｌ／分で、原水の硬度が６０〜８０ｍｇ／Ｌの時、硬度０〜２０ｍｇ／Ｌの水を４００Ｌ採水できることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、水道水などの原水の硬度成分を除去し軟水化する軟水化装置に関する。

一般的に、水道水などの軟水化に陽イオン交換樹脂が用いられている。陽イオン交換樹脂は、使用を続けると交換能力が低下するため、再生水（例えば塩水）を通水して再生することが行われる。
陽イオン交換樹脂を備えた軟水化装置は、陽イオン交換樹脂の容量を多くすると大型化するが、陽イオン交換樹脂の再生頻度は少なくなる。一方、陽イオン交換樹脂の容量を少なくすると、装置は小型化するが、陽イオン交換樹脂の再生頻度が多くなる。

軟水化された水は、硬度成分が除去されたことで、石けんと硬度成分が結合して生成される「石けんカス」の発生を抑制するという効果がある。さらに、それに伴い、「水周りの汚れが少なくなる」「石けんやシャンプー等の使用量が減る」「髪や肌に優しい」といった効果が知られている。

従来の軟水化装置は、家庭用として比較的大型で、陽イオン交換樹脂の容量が１０Ｌ前後で、戸建住宅の水周り全体を軟水化する能力を持つもの（戸建用）と、陽イオン交換樹脂の容量が５Ｌ前後で、浴室内の混合水栓から分岐してシャワーを軟水化する能力を持つもの（シャワー用）とがある。

戸建用の軟水化装置は、再生を自動的に制御するが、価格が高価であり、アトピーや敏感肌などの肌トラブルが深刻化したユーザー向けに用いられる。一方でシャワー用の軟水化装置は、比較的安価であるものの、再生動作を行うために使用者が煩雑なバルブ操作を行う必要があった。また従来のシャワー用の軟水化装置は、外観が単純なタンク形状で、浴室内では違和感があるという問題があった。また、５Ｌ前後の陽イオン交換樹脂の容量では、浴室内では大き過ぎ、また冬場などシャワーの勢いが悪くなるといった問題があった。
このように軟水には多くの効用が認められる一方で、軟水化装置には、戸建用、シャワー用ともに一長一短があり日本での普及が進んでいない。

シャワー用の軟水化装置として、簡易型、再生自動化、小型化を目的とした以下の特許文献１〜３に記載の技術が開示されている。

特開２００９−９０２０２号公報 特開２００２−２８６４６号公報 特開２００３−７１４４１号公報

上記特許文献１の技術は、比較的再生サイクルの長い（再生頻度が少ない）簡易型の軟水器を提供する技術であるが、そのために、本体容器内に複数の丸棒を設け、軟水化に寄与しない「水の道」の発生を防止するものである。実施例１に示された技術によると、本体容器の容量は４．１Ｌであるが、陽イオン交換樹脂の容量や再生方法や外観などは具体的に開示されていない。また、仮に、陽イオン交換樹脂の容量を４Ｌとした場合、得られる軟水量は、原水硬度を８０ｍｇ／Ｌとすると、理論値は２０００Ｌである。開示された例では、流量０．５８ｍ^３／ｈ（９．６Ｌ／分）の場合、軟水を得ることができる通水時間は１５ｈｒであり、軟水量に換算すると８６４０Ｌである。理論値と大きく異なっている。

特許文献２に記載の技術は、自動再生バルブを搭載した装置であって、そのバルブを電気的な手段を使って、再生を自動化するものである。この技術では、塩水タンクが別体であり、大気開放されていて不衛生になりやすい。また、バルブが複雑でコスト高になりやすい。浴室内に設置する場合、電気的手段に対して感電防止等の対策が必要になる。

特許文献３に記載の技術は、複数のバルブを手動で切り替えて軟水化と再生を繰り返す装置であるが、その操作は煩雑で面倒である。また、イオン交換樹脂容器、バルブ、塩水容器が剥き出しで外観に配慮されていない。

本発明は、シャワー用として、機能を絞り込み、コンパクトでデザイン性に優れ、再生頻度は多いものの操作が簡単で、しかも安価な軟水化装置を提供することを目的としている。また、本発明はシャワー用として圧力損失が少なく、好適な軟水の量を確保できる軟水化装置の提供を目的とする。

本発明は、前記課題を解決する手段として、以下の構成を有する。
（１）本発明の軟水化装置は、水を軟水化する陽イオン交換樹脂を有するイオン交換樹脂部と、前記イオン交換樹脂部を収納するタンクと、前記陽イオン交換樹脂の下流側に設けられ、前記タンクに水を供給するための水入口部と、前記陽イオン交換樹脂の上流側に設けられ、軟水を前記タンクから外部へ流出させるための水出口部を備え、軟水流出と陽イオン交換樹脂の再生を繰り返しながら使用する軟水化装置であって、
前記イオン交換樹脂部が、前記陽イオン交換樹脂の上流側と下流側にメッシュ部材を備え、前記陽イオン交換樹脂の容量が、前記上流側のメッシュ部材と前記下流側のメッシュ部材の間の容積の９０％以上であって、所定の再生の後、通水流量が１０Ｌ／分で、原水の硬度が６０〜８０ｍｇ／Ｌの時、硬度０〜２０ｍｇ／Ｌの水を４００Ｌ採水できることを特徴とする。
（２）本発明は、前記イオン交換樹脂部を通過する水の流量が１０Ｌ／分のとき、圧力損失が０．０５ＭＰａ以下であることが好ましい。
（３）本発明は、前記タンクの内部に前記陽イオン交換樹脂のイオン交換能力を再生する再生液を投入するための再生液投入口と、前記再生液を排水するための排水口と、を備え、前記再生液投入口が、前記陽イオン交換樹脂の上方に位置され、前記排水口が、前記陽イオン交換樹脂の下方に位置された構成を採用できる。

本発明に係わる軟水化装置によれば、比較的硬度の高い水道水を利用している地域であっても、シャワー１日使用分の軟水量を確保できるコンパクトな軟水化装置を提供できる。また、タンク、イオン交換樹脂部の容積を小さく設定し、しかも圧力損失も低く抑えたことで、浴室やシャワー室に設置する場合にシャワーの使い勝手を損なうことがない。

実施形態の軟水化装置の断面図。 実施形態の軟水化装置の前面側の外観斜視図。 実施形態の軟水化装置の背面側の外観斜視図。 実施形態の軟水化装置の前カバーを外した状態の外観斜視図。 実施形態の軟水化装置の各キャップを外した状態の外観斜視図。 実施形態の軟水化装置の浴室設置図。 実施形態の軟水化装置の固定ユニットの外観斜視図。 実施形態の軟水化装置の固定ユニットの断面図。 実施形態の再生液の作成方法を示し、図９（ａ）は分包袋に密封された再生剤を示す図であり、図９（ｂ）は、再生剤を溶解させて再生液を作製する様子を示す図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態の軟水化装置１について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

＜軟水化装置＞
図１は、第１実施形態の軟水化装置１の断面図である。また、図２、図３は、軟水化装置１の斜視図である。
軟水化装置１は、上タンク５ａと下タンク５ｂとを有するタンク５と、タンク５の内部に収容されたイオン交換樹脂部３と、タンク５の内部に水を供給するための水入口部６と、水入口部６に接続された入口継手１１と、タンク５の内部から外部へ水を流出させるための水出口部７と、水出口部７に接続された出口継手１４と、タンク５を覆うケーシング部材１９と、を備える。
タンク５の内部は、軟水化させる水の流路となる。軟水化される水は、タンク５の下部側の水入口部６からタンク５の内部に流入し、イオン交換樹脂部３を通過し、タンク５の上部側の水出口部７から外部に流出する。

また、軟水化装置１は、タンク５の内部に再生液を投入するための再生液投入口８と、再生液投入口８を覆う着脱自在な投入口用キャップ部材１６と、再生液を排出するための排水口９と、排水口９を覆う着脱自在な排水口用キャップ部材１８と、を備える。再生液は、陽イオン交換樹脂のイオン交換能力を再生する。
以下、各部について詳細に説明する。

＜イオン交換樹脂部＞
イオン交換樹脂部３は、水を軟水化する陽イオン交換樹脂２と、内部空間に陽イオン交換樹脂２を構成するケース部材４と、を有する。なお、図１において、陽イオン交換樹脂２は、一部のみを図示しており、実際の収容状態とは異なる。実際の陽イオン交換樹脂２は、粒子状であり、ケース部材４の内部空間の９０％以上を満たす。

陽イオン交換樹脂２は、水道水中のカルシウムイオン（Ｃａ^２＋）とマグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）とを除去する。一例として、陽イオン交換樹脂２の母体は、初期段階では陰イオン（Ｒ−ＳＯ_３ ⁻）に陽イオンであるＮａ^＋が結合している。水道水を陽イオン交換樹脂に導入すると、イオン交換が始まり、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋が陽イオン交換樹脂２に吸着され、その代わりにＮａ^＋を放出する。これにより、硬度成分であるＣａ^２＋、Ｍｇ^２＋が除去され水が軟水化される。

また、陽イオン交換樹脂２は、使用を続けると交換能力が低下するため、再生水（例えば塩水）を通水して再生することが行われる。陽イオン交換樹脂２は、例えば５〜２０％の高濃度の塩水が通水されるとイオン交換能が逆転し、Ｎａ^＋が陽イオン交換樹脂２に吸着され、代わりにＣａ^２＋、Ｍｇ^２＋が放出される。これにより、陽イオン交換樹脂２は、初期の状態に復元され、陽イオン交換機能が再生される。本実施例の軟水化装置１は、このように軟水化と、再生を繰り返して使用される。

ケース部材４は、陽イオン交換樹脂２を収納する。また、ケース部材４は、タンク５に収容され、タンク５の上下方向中程に固定されている。したがって、タンク５の内部には、ケース部材４の上下に貯留空間５ｄ、５ｅが形成されている。ケース部材４は、上側に開口する箱状体４ｄと箱状体４ｄの開口を覆う蓋体４ｃとを有する。蓋体４ｃと箱状体４ｄとの接合面は、溶着されており、陽イオン交換樹脂２が流出しないように固定されている。箱状体４ｄの側壁部４ｅは、タンク５の内側面と接触している。蓋体４ｃの全面および箱状体４ｄの底面には、メッシュ部材４ａ、４ｂからなる。メッシュ部材４ａ、４ｂは、例えばポリエステル製であって、線径が４５μｍ、目開き寸法が９６μｍである。

タンク５内を下側から上側に向かって流れる水は、ケース部材４の底面のメッシュ部材４ａを通過してケース部材４の内部に流入する。この水は、ケース部材４の内部で陽イオン交換樹脂２と接触して軟水化される。さらに、この水は、ケース部材４の蓋体４ｃのメッシュ部材４ｂを通過して、ケース部材４から流出する。

陽イオン交換樹脂２の容量は、メッシュ部材４ａ、４ｂの間の容積（すなわち、ケース部材４の内部の容積）の９０％以上とすることが好ましい。本実施形態の陽イオン交換樹脂２の収容形態は、陽イオン交換樹脂２が水の通過によってほとんど流動しない固定床を採用する。このため、陽イオン交換樹脂２の容量をケース部材４の容積に対して９０％以上とすることができ、陽イオン交換樹脂２の容量に対するタンク５の容積を極力小さくできる。すなわち、コンパクトな軟水化装置１を提供できる。

また、陽イオン交換樹脂２は、粒度分布１５０μｍ以上３５５μｍ以下が９５％以上の微粒タイプを用いることが好ましい。一般的に、陽イオン交換樹脂２の粒径は３００〜１１８０μｍのものが適宜ブレンドされている。陽イオン交換樹脂２の粒径が大きい場合は、通過する水の流量が大きい場合にイオン交換性能が低下する。これに対し、陽イオン交換樹脂２の粒径が小さい場合は、通過する水の流量が大きい場合であってもイオン交換性能を高めることができる。本実施形態のイオン交換樹脂部３は、微粒タイプの陽イオン交換樹脂２を選択することによりイオン交換性能を高めることができる。

＜タンク＞
タンク５は、下側に開口する箱状の上タンク５ａと上側に開口する箱状の下タンク５ｂを有し、互いの開口同士を重ね合わせて固定することで内部空間を構成する２分割構造である。上タンク５ａおよび下タンク５ｂの開口周縁には縁部が形成されている。下タンク５ｂには、上下方向中程より下側に内段部５ｃが設けられており、内段部５ｃにケース部材４が搭載されていいる。また、下タンク５ｂの内周面には、ケース部材４の外周面が嵌合されている。さらに、ケース部材４の蓋体４ｃの縁部には、パッキン１０を介して上タンク５ａの縁部が被せられている。また、上タンク５ａと下タンク５ｂとの縁部同士は、溶着により水漏れしないように固定されている。上タンク５ａとケース部材４との間にパッキン１０が設けられていることで、タンク５内を下側から上側に向かって通過する水は、全量がケース部材４の内部（すなわち、陽イオン交換樹脂２の層内）を通過する。
ケース部材４の底部と下タンク５ｂの底壁５ｆとの間には、貯留空間５ｅが形成されている。また、上タンク５ａの上面壁５ｇとケース部材４の蓋体４ｃとの間には、貯留空間５ｄが形成されている。

タンク５は、水の通過経路となる一方で、イオン交換樹脂部３による軟水化を行うための流路中の貯水部としても機能する。このため、タンク５内に水を流入させ始めてからタンク５内に水が満たされるまでの間、水出口部７から水が流出せず時間差が生じる。時間差を小さくするために、タンク５の容積は、小さくすることが好ましい。１０Ｌ／分のシャワーを使う場合、２Ｌの容積では１２秒、３Ｌでは１８秒、４Ｌでは２４秒の時間差が生じる。タンク５の容積としては、２Ｌ以下の容積とし、時間差を１２秒以下とすることが望ましい。

＜水入口部、入口継手＞
水入口部６は、イオン交換樹脂部３よりも下部で、タンク５（より具体的には下タンク５ｂ）の側面の下部側に設けられている。水入口部６には、導水管１２および入口アダプター１３を介して入口継手１１が接続されている。

導水管１２は、Ｌ字状のパイプであり、タンク５の側面から側方に延びる水平部１２ａと、水平部１２ａの先端から上方に延びる鉛直部１２ｂとを有する。導水管１２の水平部１２ａと水入口部６とは、パッキン等を介して漏水がないように接続される。導水管１２の鉛直部１２ｂの上端には、入口アダプター１３が固定されている。

入口アダプター１３は、一端側が導水管１２に接続され他端側が入口継手１１に接続されている。入口アダプター１３の他端側は、ケーシング部材１９の上面１９ａから露出している。入口アダプター１３の他端側の内周には、Ｏリングシール面１３ａと、さらにその奥側にメネジ１３ｂが設けられている。

入口継手１１は、ケーシング部材１９の上面１９ａから上方に延びる９０度エルボ管である。入口継手１１は、ケーシング部材１９の上面１９ａから上方に延びる直管部１１ｅと、直管部１１ｅの上端からケーシング部材１９の上面１９ａに沿う方向に屈曲して延びる屈曲部１１ｆと、を有する。

入口継手１１の直管部１１ｅ側の端部の外周には、Ｏリング挿入溝１１ａが設けられ、さらにその先端側にオネジ１１ｂを備えている。入口継手１１の直管部１１ｅ側の端部は、オネジ１１ｂが入口アダプター１３のメネジ１３ｂと螺合することで、入口アダプター１３と接続される。また、入口継手１１のＯリング挿入溝１１ａと入口アダプター１３のＯリングシール面１３ａとが、対向して配置される。Ｏリング挿入溝１１ａには、入口継手１１と入口アダプター１３との間の水漏れを防ぐＯリング１１ｄが装着される。Ｏリングシール面１３ａは、入口アダプター１３の軸方向にオネジ１１ｂのネジピッチの数倍の長さとされている。これにより、入口継手１１は、入口アダプター１３との水密性を確保しつつ、入口アダプター１３から離脱することなくネジに沿って回転自在となる。入口アダプター１３は、ケーシング部材１９に対して他部材を介して固定されているため、入口継手１１は、ケーシング部材１９に対して回転自在である。

入口継手１１の屈曲部１１ｆ側の端部の外周には、例えば、呼びＧ１／２の管用平行ネジ１１ｃが設けられている。管用平行ネジ１１ｃには、例えば、水栓から延びる接続ホースが接続される。入口継手１１を回転自在に構成することで、水栓に対して軟水化装置１がいかなる向きに配置された場合でも、入口継手１１の開口方向を水栓側に向けることができる。これにより、水栓と入口継手１１とを繋ぐ接続ホースを短く設定することができ、軟水化装置１をコンパクトに設置できる。

＜水出口部＞
水出口部７は、イオン交換樹脂部３より上方側に位置している。本実施形態において水出口部７は、タンク５（より具体的には上タンク５ａ）の上面壁５ｇに設けられている。水出口部７には、出口アダプター１５を介し出口継手１４が接続されている。

本実施形態において、出口アダプター１５および出口継手１４は、それぞれ入口アダプター１３および入口継手１１と同様の構造を有している。
出口アダプター１５は、一端側が水出口部７に接続され他端側が出口継手１４に接続されている。出口アダプター１５の他端側の内周には、Ｏリングシール面１５ａと、さらにその奥側にメネジ１５ｂが設けられている。

出口継手１４は、タンク５の上面壁５ｇから上方に延在され、さらにケーシング部材１９の上面１９ａから上方に延在されている。出口継手１４は、９０度エルボ管である。出口継手１４は、ケーシング部材１９の上面１９ａから上方に延びる直管部１４ｅと、直管部１４ｅの上端からケーシング部材１９の上面１９ａに沿う方向に屈曲して延びる屈曲部１４ｆと、を有する。出口継手１４の直管部１４ｅ側の端部の外周には、Ｏリング挿入溝１４ａが設けられ、さらにその先端側にメネジ１５ｂと螺合されるオネジ１４ｂを備えている。Ｏリング挿入溝１４ａには、Ｏリング１４ｄが装着される。出口継手１４は、入口継手１１と同様に、ケーシング部材１９に対して回転自在である。

軟水化装置１を浴室に設置してシャワー用として用いる場合には、出口継手１４に直接的にシャワーホースを接続することができる。この場合、シャワーホースは、使用者によってさまざまな方向に引き回されため、出口継手１４を回転自在に構成することで、出口継手１４がシャワーホース３５の動作に伴って追随して回転移動する。これにより、出口継手およびその接続部に加わる負荷を軽減して破損を防止できる。

＜再生液投入口＞
再生液投入口８は、タンク５（より具体的には上タンク５ａ）の上面側に設けられており、陽イオン交換樹脂２の上方に位置する。再生液投入口８を陽イオン交換樹脂２の上方に配置することで、自然落差を利用しながら、再生液を陽イオン交換樹脂２に通液させることが可能になる。
再生液投入口８は、上タンク５ａの上面から上側に突出する円筒形状を有しており、上タンク５ａと一体化されている。再生液投入口８の外周には、オネジ８ａが形成されている。また、再生液投入口８の上端面には、パッキン８ｂが設けられている。

再生液投入口８の開口は、着脱自在な投入口用キャップ部材１６により覆われる。投入口用キャップ部材１６は、有底筒形状を有している。投入口用キャップ部材１６の内周には、再生液投入口８のオネジ８ａに螺合するメネジ１６ａが設けられている。投入口用キャップ部材１６を再生液投入口８に螺合することで、再生液投入口８の上端面と投入口用キャップ部材１６の底部との間でパッキン８ｂが圧縮されてシールされる。

＜排水口＞
排水口９は、タンク５（より具体的には下タンク５ｂ）の側面底部側に設けられており、陽イオン交換樹脂２の下方に位置する。また、排水口９は、タンク５の内部空間の底面（すなわち、底壁５ｆの上面）より少なくとも一部が下側に位置する。排水口９を陽イオン交換樹脂２の下方に配置することで、再生液投入口８から投入されて自然落下する再生液をタンク５の下部で容易に排出できる。
排水口９は、上タンク５ａの側面の下部側から側方に突出する円筒形状を有しており、下タンク５ｂの底壁５ｆ近くに一体化されている。排水口９の外周には、オネジ９ａが形成されている。また、排水口９の先端面には、パッキン９ｂが設けられている。

排水口９は、タンク５の内外を連通させる排水室１７を有する。また、排水室１７は、内部を上室１７ａと下室１７ｂとに区画する区画壁１７ｃを有する。本実施形態の軟水化装置１では、再生液の自然落差を利用して陽イオン交換樹脂２に再生液を通過させる。このとき、陽イオン交換樹脂２の層の上下方向の厚みによっては、陽イオン交換樹脂２の層内のエアが押し出されてケース部材の下部の全面に亘って再生液が溜まり、エアロック状態が発生する虞がある。エアロック状態が発生すると、通液が滞り、結果的に再生が不十分になる場合がある。排水口９に、上室１７ａと下室１７ｂとに区画された排水室１７を設けることで、上室１７ａをエアチャージ、下室１７ｂを排水としてそれぞれ機能させることができる。これにより、エアチャージ用の他の構造を設けることなく、１個の排水口で、スムーズな排水が可能となる。なお、本実施形態のような排水室１７を有してない場合には、排水口のほかに、エアチャージ口を設けてもよい。また、陽イオン交換樹脂２に通水されていない時には大気と連通し、通水によって水圧が印加されたときには閉弁するバキュームブレーカーをタンク５の側壁等に設けることもできる。

排水口９の開口は、着脱自在な排水口用キャップ部材１８により覆われる。排水口用キャップ部材１８は、有底筒形状を有している。排水口用キャップ部材１８の内周には、排水口９のオネジ９ａに螺合するメネジ１８ａが設けられている。排水口用キャップ部材１８を排水口９に螺合することで、排水口９の先端面と排水口用キャップ部材１８の底部との間でパッキン９ｂが圧縮されてシールされる。

＜ケーシング部材＞
ケーシング部材１９は、タンク５と、水入口部６と、水出口部７と、再生液投入口８と、排水口９と、投入口用キャップ部材１６と、排水口用キャップ部材１８を覆っている。これにより、ケーシング部材１９の内側各部が露出することがなく、外観に配慮した意匠性の高い軟水化装置１を構成できる。

図２および図３に示すように、ケーシング部材１９は、ベース２０、左側面カバー２１、右側面カバー２２、内カバー２３、上カバー２４および前カバー２５で構成されている。なお、本実施形態のケーシング部材１９は、ベース２０、左側面カバー２１、右側面カバー２２、内カバー２３、上カバー２４および前カバー２５で構成されるが、各部材のうち任意の組み合わせの部材同士が一体化されていてもよい。

図１に示すように、ベース２０は、タンクの底部を覆う。ベース２０の内面側には、タンク５の底部がネジで固定されている。なお、タンク５には水入口部６、水出口部７、投入口用キャップ部材１６、排水口用キャップ部材１８、入口アダプター１３、出口アダプター１５、導水管１２が固定されているため、結果的にベース２０にこれらが固定されることになる。

ベース２０は、底面から下方（設置面）に向かって、４隅から例えば高さ３０ｍｍの脚部２６が延設され、脚部２６の先端部２６ａが設置面に接している。軟水化装置１を浴室に設置する場合、一般的に底面と設置面との間に汚れが貯まりやすい。軟水化装置１の底面に延設された脚部２６を設けて、底面と設置面との間に隙間を形成することで、汚れが貯まりにくくなる。脚部２６は、ケーシング部材と一体化されていても別体であってもよい。また、軟水化装置１がベース２０を有していない場合には、脚部はタンク５から下方に向かって延設されていてもよい。隙間の寸法は、３０ｍｍ前後とすることで、その間に手が入るため、スポンジなどの清掃用具を使って設置面を清掃することができる。なお、設置面とは、浴室の洗い場や、カウンター面や、浴槽上縁面などがある。

左側面カバー２１および右側面カバー２２は、ベース２０に固定されている。左側面カバー２１および右側面カバー２２は、タンク５の両側面と背面を覆う。

図１に示すように、内カバー２３は、装置の前側に位置し、タンク５の前面を覆う。また、内カバー２３は、前カバー２５の内側に位置しており、前カバー２５に覆われている。図４は、前カバー２５を取り外した状態の軟水化装置１を示す斜視図である。図４に示すように、内カバー２３は、排水口用キャップ部材１８を覆わない。図１に示すように、内カバー２３には、穴開口２３ａが設けられている。排水口９は、穴開口２３ａを貫通して外側に突出している。

図１に示すように、上カバー２４は、タンク５の上面を覆っている。上カバー２４は、上段部２４ａと下段部２４ｂとを有する段付き形状になっていいる。上段部２４ａは、軟水化装置１の後側に位置しており、下段部２４ｂは、前側に位置している。上段部２４ａには、入口継手１１および出口継手１４が貫通して突出するための孔が設けられている。また、下段部２４ｂには、再生液投入口８が貫通して突出する貫通孔が設けられている。投入口用キャップ部材１６は、下段部２４ｂの上方において、再生液投入口８に螺合される。上段部２４ａには、下段部２４ｂとの境界近傍に、上側に突出する係止突起２４ｃが設けられている。係止突起２４ｃは、後段において説明する前カバー２５の係止溝２５ｂが嵌合する。

前カバー２５は、内カバー２３前面と、上カバー２４の下段部２４ｂを上方と前方から覆うために、平面の他端が下方に屈曲した形状（Ｌ字上下反転）を有する。これによって、排水口用キャップ部材１８および投入口用キャップ部材１６が前カバー２５によって同時に覆われる。

前カバー２５の下端には、ベース２０の内側に嵌合させるための嵌合片２５ａが設けられている。前カバー２５の他端側の裏面には、上カバー２４の係止突起２４ｃに係止するための係止溝２５ｂが設けられている。前カバー２５は、嵌合片２５ａおよび係止溝２５ｂによって、軟水化装置１から着脱自在に構成される。通常の使用時は、前カバー２５は、ベース２０の内面と上カバー２４によって嵌合、係止され、排水口用キャップ部材１８および投入口用キャップ部材１６を覆う。これにより、前カバー２５は、排水口用キャップ部材１８および投入口用キャップ部材１６の露出のないすっきりとした外観を実現する。また、再生のための作業を行う際には、前カバー２５の係止を取り外す（図４参照）。さらに、投入口用キャップ部材１６および排水口用キャップ部材１８を取り外して再生液投入口８および排水口９を露出させることができる（図５参照）。
なお、本実施形態では、前カバー２５を取り外し可能に構成する場合を例示したが、ケーシング部材１９は、少なくとも一部を取り外して投入口用キャップ部材１６および排水口用キャップ部材１８を露出させるものであればよい。例えば、ケーシング部材は、投入口用キャップ部材１６を覆う部位と排水口用キャップ部材１８とをそれぞれ有し、それぞれの部位を取り外し可能に構成してもよい。

＜設置形態＞
次に、軟水化装置１の設置形態について説明する。図６は、軟水化装置１を浴室２７に設置した状態を示すための説明図である。
軟水化装置１は、シャワーホース３５を介しシャワーヘッド３４に接続される混合水栓３０が設けられた浴室２７に設置される。
本実施形態において、軟水化装置１は、浴室２７内の洗い場２８上に設置されている。軟水化装置１を浴室内に設置する場合、既設の混合水栓３０とシャワーヘッド３４との間に設置することで、使用者は、水栓を操作してシャワーから軟水を使うことができる。軟水化装置１は、混合水栓３０を挟んでシャワーフック２９と反対側に設置される。なお、シャワーホース３５とシャワーヘッド３４は既設のものであり、その位置も、軟水化装置１の設置前とほぼ同じ位置であることから、軟水化装置１を設置したことで使い勝手を大きく損なうことはない。

本実施形態において、軟水化装置１は、混合水栓３０に取り付ける固定ユニット３１と、固定ユニット３１と入口継手１１とを接続する入口側接続ホース３２と、固定ユニット３１と出口継手１４とを接続する出口側接続ホース３３と、をさらに備える。使用者は、混合水栓３０を開閉することで、軟水のシャワーを使うことができる。

図７に固定ユニット３１の斜視図を示し、図８に固定ユニット３１の断面図を示す。図７および図８に示すように、固定ユニット３１は、ユニット本体３６と、水栓取付用ナット３７と、ストレート継手３８と、シャワーホース継手４０と、を有する。

図８に示すように、ユニット本体３６は、内部に互いに隣接し区画された第１連通室３６ａと第２連通室３６ｂとを有する。第１連通室３６ａは、互いに連通する第１入口部４１と第１出口部４２とを有する。また、第２連通室３６ｂは、互いに連通する第２入口部４３と、第２出口部３９とを有する。

第１入口部４１には、ストレート継手３８および水栓取付用ナット３７が取り付けられる。第１入口部４１は、ストレート継手３８および水栓取付用ナット３７を介して混合水栓３０に接続される。
第１入口部４１の内周面には、先端側から順にＯリングシール面４１ａとメネジ４１ｂとが形成されている。ストレート継手３８は、中空円筒であり、第１入口部４１の反対側に位置する先端にフランジ３８ａを有する。フランジ３８ａには、水栓取付用ナット３７が係止される。また、ストレート継手３８は、第１入口部４１側の端部の外周面には、先端側からオネジ３８ｃとＯリング溝３８ｂとが形成されている。オネジ３８ｃが第１入口部４１のメネジ４１ｂに螺合することで、第１入口部４１とストレート継手３８とが接続される。また、第１入口部４１のＯリングシール面４１ａとストレート継手３８のＯリング溝３８ｂとが、対向して配置される。Ｏリング溝３８ｂには、第１入口部４１とストレート継手３８との水漏れを防ぐＯリング３８ｄが装着される。Ｏリングシール面４１ａは、オネジ３８ｃのネジピッチに対し十分な長さ（数倍以上）の軸方向長さを有している。これにより、ストレート継手３８は、第１入口部４１との水密性を確保しつつ第１入口部４１から離脱することなくネジに沿って回転自在となる。加えて、水栓取付用ナット３７は、フランジ３８ａに係止されるため、回転自在であり、かつ抜けない構造になっている。従って、第１入口部４１は、混合水栓３０に対して回転自在に取り付けられている。

第１出口部４２は、入口側接続ホース３２に接続される。第１出口部４２は、第１入口部４１と直交する方向に延びている。第１出口部４２の外周面には、入口側接続ホース３２と接続するためのオネジ４２ａが設けられている。オネジ４２ａは、管用平行ネジとすることが好ましい。

第２入口部４３は、出口側接続ホース３３に接続される。第２入口部４３の外周面には、出口側接続ホース３３と接続するためのオネジ４３ａが設けられている。オネジ４３ａは、管用平行ネジとすることが好ましい。第２入口部４３は、第１出口部４２に隣接して並行して延びる。

第２出口部３９には、シャワーホース継手４０が取り付けられる。第２出口部３９には、シャワーホース継手４０を介し、シャワーホース３５が接続される。
第２出口部３９は、第２入口部４３および第１出口部４２と反対側に向かって平行に延びる。第２出口部３９の内周面には、先端側からＯリングシール面３９ａとメネジ３９ｂとが形成されている。
シャワーホース継手４０は、第２出口部３９とシャワーホース３５との間に位置する。シャワーホース継手４０は、第２出口部３９と直交する方向に屈曲して延びる。シャワーホース継手４０の第２出口部３９側に位置する端部の外周面には、先端側からオネジ４０ｂとＯリング挿入溝４０ａとが形成されている。第２出口部３９とシャワーホース継手４０とは、上述の第１入口部とストレート継手３８との接続と同様の構成を有し、回転自在に接続されている。すなわち、シャワーホース継手４０は、第２出口部３９に対し回転自在である。シャワーホース継手４０の第２出口部３９の反対側に位置する端部の外周面には、呼びＧ１／２の管用平行ネジ４０ｃが形成されている。管用平行ネジ４０ｃには、シャワーホース３５が接続される。
なお、混合水栓のシャワーホース接続口のネジ口径は、水栓メーカーによって異なっているため、装置の入口継手、出口継手と口径が合わない場合は、口径を変換するアダプターを使用することが望ましい。

混合水栓３０から放出された水は、固定ユニット３１の水栓取付用ナット３７およびストレート継手３８を介し第１入口部４１からユニット本体３６の第１連通室３６ａに流入する。さらに水は、第１連通室３６ａの第１出口部４２から入口側接続ホース３２を介し入口継手１１（図１）に流入する。入口継手１１に流入した水は、タンク５内で軟水化されて、出口継手１４から流出する。この水は、出口側接続ホース３３を介して固定ユニット３１の第２入口部４３から第２連通室３６ｂに流入する。さらに、水は、第２出口部３９からシャワーホース３５に流出してシャワーヘッド３４から噴出される。このように、混合水栓は、固定ユニット３１の第１連通室３６ａを介して入口継手１１と接続されていいる。また、シャワーホースは、固定ユニット３１の第２連通室３６ｂを介して出口継手１４と接続されている。

固定ユニット３１は、第１入口部４１が混合水栓３０に対し回転自在であり、第２出口部３９に取り付けられたシャワーホース継手４０がユニット本体３６に対して回転自在である。シャワーホース３５は、柔軟な材質からなり、使用者によってさまざまな方向に引き回される。混合水栓３０からシャワーホース３５の間で固定ユニット３１が回転自在な構造を有することで、シャワーホース３５を引き回した場合であっても、固定ユニット３１がシャワーホース３５の動作に伴って追随して回転移動することができる。これにより、固定ユニット３１の接続部に応力が加わりにくい。

＜イオン交換樹脂部の詳細構成について＞
次に、イオン交換樹脂部３の詳細構成について具体的に説明する。
水道水を軟水化するために広く使用されている陽イオン交換樹脂の軟水化の原理は、前述した通りである。
イオン交換樹脂部３の陽イオン交換樹脂２の性能は、一般的に貫流容量（Break Through Capacity；Ｂ．Ｔ．Ｃａｐ）で表される。陽イオン交換樹脂２の再生レベルが、１００ｇ／Ｌ−Ｒ（樹脂（Ｒｅｓｉｎ）１Ｌ当たり１００ｇの再生剤）の場合、Ｂ．Ｔ．Ｃａｐ≒５０ｇＣａＣＯ_３／Ｌ−Ｒ（樹脂１Ｌ当たり、ＣａＣＯ_３換算で５０ｇの硬度成分を除去）である。また、再生レベルが、１５０ｇ／Ｌ−Ｒの場合、Ｂ．Ｔ．Ｃａｐ≒５７ｇＣａＣＯ_３／Ｌ−Ｒである。なお、本明細書においてリットルの単位を「Ｌ」と表記する。

軟水化装置の再生１回当たりで得られる軟水量Ｓ（Ｌ）は、原水硬度をＴ_Ｈ０（ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ；以降ｍｇ／Ｌと表す）、陽イオン交換樹脂２の容量をＶ（Ｌ）としたとき、以下の式（１）で表される。

式（１）によれば、例えば原水硬度８０ｍｇ／Ｌ、樹脂１Ｌの場合、Ｓ＝６２５（Ｌ）であるが、実用的には７０〜８０％程度の能力と見積もられ、４３７．５〜５３１．３Ｌの軟水が得られると算出される。

陽イオン交換樹脂２を再生するための再生剤は、安全で安価であることから塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を用いることが好ましい。また、再生剤として、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩酸（ＨＣｌ）を用いてもよい。再生剤として塩化ナトリウムを用いる場合には、塩化ナトリウムを水に溶かした塩水（塩化ナトリウム水溶液）を再生液として用いる。塩化ナトリウム水溶液の濃度は５％以上１５％以下とすることが好ましく、１０％前後が最も効率が良い。例えば、Ｂ．Ｔ．Ｃａｐ≒５０ｇ／Ｌ−Ｒを得るには、陽イオン交換樹脂２の容量が１Ｌの場合、１００ｇの塩化ナトリウムが必要で、濃度１０％を得るには水が９００ｍＬ必要と算出される。

＜軟水の範囲、シャワーの量＞
日本の全国の浄水場の硬度分布によると、硬度０〜１４０ｍｇ／Ｌ浄水場は全浄水場の９８．６％であり、軟水化装置としては、その範囲で十分に軟水化できる性能を確保できればよいことがわかる。また、一般家庭における水の使用量は、４人家族で１０００Ｌ／日と言われており、その内、シャワーの使用量は２００Ｌ／日と言われている。以上から、軟水化装置として最低限備えるべき性能としては、原水硬度１４０ｍｇ／Ｌの時に、再生１回に対して、戸建用は１０００Ｌ以上、シャワー用として２００Ｌ以上の軟水が得られることが望ましい。当然、それよりも少ない性能でもよいが、再生頻度が１日１回よりも多くなり、使い勝手が悪くなる。なお、軟水の硬度範囲は、前述した軟水の効果を得られる範囲として、硬度２０ｍｇ／Ｌ以下と定義する。

＜陽イオン交換樹脂の性状、流動床、シャワー等の流量＞
陽イオン交換樹脂２の粒子形状は、略球形であって、その粒径は３００〜１１８０μｍのものが適宜ブレンドされ、その粒度分布や、均一係数によって製品が規定されている。粒径が大きい場合は、樹脂層の圧力損失が小さくなるものの、通過する水の流量が大きい場合、イオン交換性能が低下する。一方、粒径が小さい場合、圧力損失が大きくなるものの、通過する水の流量が大きい場合であっても、イオン交換性能はある程度確保される。この関係は、空間速度（Ｓｐａｃｅ Ｖｅｒｏｃｉｔｙ；ＳＶ値）で整理される。樹脂量（Ｌ）、水の流量をＱ（Ｌ／分）とすると、ＳＶ値（１／ｈ）は、以下の式（２）で求められる。

陽イオン交換樹脂２を収容するタンク５は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ステンレス鋼などの金属を用いることができる。タンク５は、シャワー用の水を通水するために、５０℃の温水通過に耐える材質からなる。タンク５は、水の流路となるため、陽イオン交換樹脂２やシャワーなどの圧力損失に伴う荷重が繰り返し印加される。そのため、タンク５は、リブなどの補強された構造とすることが好ましい。また、タンク５を樹脂製とする場合、ガラス繊維などの無機物を添加し、材料強度を増すこともできる。

タンク５の内部において陽イオン交換樹脂２の設置形態として、流動床と固定床がある。流動床は、タンク内部の陽イオン交換樹脂を収納する空間に対して、樹脂量が９０％未満であって、タンク内部の水の流れによって、樹脂が流動するものである。タンク５の水入口を下方に設け、水出口を上方に設け、タンク内部全体を樹脂を収納する空間として、水を入口から出口に通水すると、樹脂が流動しイオン交換され軟水化される。尚、水入口側や水出口側には樹脂流出を防止するためのフィルターやメッシュが設置される。この流動床によればＳＶ値を小さくして圧力損失を小さくすることができるがタンク５は大型化する。

従来のシャワー用の軟水化装置の場合、一般的なシャワー流量１０Ｌ／分の時、ＳＶ値＝８０〜１２０／ｈで、樹脂量は５〜７Ｌ程度タンク内部に収納されている。浴室内では、相当な大きさであることがわかる。尚、流動床では、圧力損失を極めて小さくすることができるが、軟水化装置全体としては、搭載するバルブや配管の圧力損失が影響することになる。

一方で、本実施形態に採用された固定床は、タンク５内部の陽イオン交換樹脂２を収納する空間（ケース部材４の内部空間）に対して、陽イオン交換樹脂２の容量が９０％以上である。このため、タンク５内部の水の流れによって、陽イオン交換樹脂２がほとんど流動しない。
タンク内部の樹脂を収納する空間としては、水流の上流側と下流側に樹脂が流出しない目開き寸法のメッシュ部材が設けられたケース部材を用い、このケース部材に樹脂を収納してもよい。また、タンク自体に、上流側と下流側にメッシュ部材を設け、そのメッシュ部材間に樹脂を収納してもよい。この構成によって、ＳＶ値を大きくしながら、圧力損失を考慮しつつ、タンクを小型化、すなわち軟水化装置を小型化することができる。

本発明者らの実験によると、流動床では、陽イオン交換樹脂の平均粒径６００±５０μｍのものを用い、ＳＶ値＝３００（／ｈ；陽イオン交換樹脂の容量２Ｌ、水の流量１０Ｌ／分）で通水すると、原水硬度８０ｍｇ／Ｌのとき、陽イオン交換樹脂を通過した水の硬度は０ｍｇ／Ｌになる。一方、ＳＶ値＝５００（／ｈ；陽イオン交換樹脂の容量１．２Ｌ、水の流量１０Ｌ／分）で通水すると、原水硬度８０ｍｇ／Ｌのとき、陽イオン交換樹脂を通過した水の硬度は１０〜１５ｍｇ／Ｌになり、陽イオン交換樹脂の能力を超えたＳＶ値であることがわかる。なお、圧力損失は、流量１０Ｌ／分のとき、０．０１ＭＰａ以下であった。また、陽イオン交換樹脂が１５０〜３５５μｍの粒度分布が９５％以上の微粒タイプのものを用いた場合でも、ＳＶ値＝５００が限界であった。

これに対し、固定床では、陽イオン交換樹脂２として１５０〜３５５μｍの粒度分布が９５％以上の微粒タイプのものを用いた場合、ＳＶ値＝１１０５（／ｈ；陽イオン交換樹脂の容量５４３ｍＬ、水の流量１０Ｌ／分）であっても、陽イオン交換樹脂を通過した水の硬度が０ｍｇ／Ｌになる。ＳＶ値＝６５０以下であれば、得られる軟水量も多くなる。なお、圧力損失は、流量１０Ｌ／分のとき、０．０３ＭＰａであった。例えば、流動床では、ＳＶ値の限界を３００とすると、必要な陽イオン交換樹脂の容量は２Ｌ以上になるが、固定床ではＳＶ値を６５０と設定すると、１Ｌ以下とすることが可能になる。このような固定床とすることで、軟水化装置の小型化を実現することができる。

以上をまとめると、原水硬度１４０ｍｇ／Ｌで、１回の再生で軟水量を２００Ｌ以上得るには、陽イオン交換樹脂２の容量は８００ｍＬ以上と算出される。このとき、陽イオン交換樹脂２の充填を９０％とすると、前述のタンク内部の陽イオン交換樹脂２を収納する空間は９００ｍＬ以上とすれば最も小型化できる設計になる。実際は、陽イオン交換樹脂２の容量は８００〜１２００ｍＬ、空間は９００〜１３００ｍＬであることが望ましい。

また、再生に使用する塩の量は、再生レベルを１００〜１５０ｇ／Ｌ−Ｒとすると、８０ｇ〜１８０ｇが望ましく、水に溶解させて、そのときの濃度が５〜１５％に調製されることが望ましい。さらに、使用する塩は、溶けやすさを考慮すると、できるだけ粒径を小さくすることが望ましい。例えば、市販されている食塩は、平均粒径が３９５μｍであるが、平均粒径が２０７μｍ程度の微粒タイプの塩を用いると、水への溶解が速くなり利便性がよい。そして、塩を所定量容器に入れて、５〜１５％の濃度になるように水を所定量容器に入れ、塩を溶解させ、得られた塩水を再生液として、軟水化装置に投入、樹脂に通液させる再生方法が最も簡便である。

使用する塩は、市販のものを使うことができるが、１袋当たりの量は、５００ｇ、１ｋｇ、２ｋｇが一般的に販売されていて、軟水化装置の再生に使用するには、所定量計量する必要がある。一方、予め、１回の再生に必要な量を分包袋に分包密封しておけば、計量の手間を省くことができる。このように分包された塩を付属したり、消耗品として販売することができる。分包密封するには、ファスナー付のビニール袋に入れる方法、フィルムを用い３辺を熱シールして袋状にして充填後に残り１辺を熱シール方法、リング状のフィルムの１辺を熱シールして袋状にして充填後に残り１辺を熱シール方法などを用いることができる。

例えば、図９（ａ）に示すように、粒状の塩化ナトリウム６１を分包袋５０に所定量分包密閉してもよい。分包袋５０は、例えば２枚の矩形状のフィルム材５１からなる。２枚のフィルム材５１は、間に粒状の塩化ナトリウム６１が挟み込んだ状態で、４辺が熱シールされ袋状に形成されている。

図９（ｂ）に示すように、使用者は、分包袋５０を開封して取り出した粒状の塩化ナトリウム６１と水６２を容器６４に入れて所定濃度の再生液６３を作る。さらに、容器６４の再生液６３を再生液投入口８から排水口９へ通液させる。これにより、再生液６３が陽イオン交換樹脂２を通過して、陽イオン交換樹脂２の交換能力を再生させることができる。

＜圧力損失、タンク容量、使い勝手＞
一般家庭での給水源からシャワーヘッドに至るまでの水通路は、給水源、給湯機、混合水栓、シャワーホース、シャワーヘッドであって、その間は適宜配管と配管部材で接続される。先に図６を基に説明したようにシャワー用の軟水化装置１は、浴室内に設置する場合、混合水栓３０とシャワーホース３５の間に接続することが望ましい。この場合、軟水化装置自体は通路抵抗体であり、貯水部となるため、通常のシャワーの使用感や使い勝手を損なわないようにすることが必要である。
配管上の貯水部になるということは、その容量分、シャワーからのお湯の出が遅くなるということを意味する。従って、陽イオン交換樹脂量とその収納部分の容積は、できるだけ小さい方が良い。１０Ｌ／分のシャワーを使う場合、２Ｌの容積では１２秒、３Ｌでは１８秒、４Ｌでは２４秒、お湯の出が遅くなる。従って、２Ｌ以下の容積とし、１２秒以下とすることが望ましい。

一方、給湯機としては、ガス給湯機、石油給湯機、電気温水器、エコキュートなどが用いられ、水圧が直接印加する直圧タイプと、内部に大型の貯湯タンクを有する貯湯タイプがある。特に、電気温水器やエコキュートは、貯湯タンクを保護するために、減圧弁を内蔵している。この減圧弁の設定は、低いもので８５ｋＰａの設定であり、この水圧であってもシャワーの使用感を損なわないように、圧力損失に配慮することが望ましい。
シャワーの使用感は、流量にほぼ依存し、７Ｌ／分未満では、シャワーの勢いが弱く、満足感が得られない。一方、１２Ｌ／分以上では、勢いが強すぎて、体感すると痛く感じられる。８〜１０Ｌ／分が快適で、少なくとも７Ｌ／分は必要である。すなわち、水圧が８５ｋＰａの時に、給湯機、混合水栓、軟水化装置、シャワーヘッドを通じて、７Ｌ／分以上の流量を確保できることが望ましい。７Ｌ／分の時、給湯機の圧力損失は２５ｋＰａ、混合水栓とシャワーヘッドの圧損は、シャワーヘッドを床面から１．６５ｍ上方に設置した場合、２５ｋＰａであるので、軟水化装置は３５ｋＰａ以下とすることが望ましく、その他接続ホース等の圧力損失を考慮すると、３０ｋＰａ以下とすることが望ましい。ここで、圧力損失ΔＰと流量Ｑの関係は、ｇを重力加速度、Ａを流路断面積とすると、以下の式（３）で表される。

このため、Ｑ＝１０（Ｌ／分）の時、ΔＰ＝６０（ｋＰａ）以下と読み換えることができる。前述したように、固定床では、水流全量が陽イオン交換樹脂の層を通過することになるため、圧力損失が大きくなりやすいが、その層の厚みを小さくすることで、圧力損失を小さく抑えることができる。

先の実施形態において説明した構造は軟水化装置の一例であって、先の実施形態の構造に限らないのは勿論である。以下、望ましい軟水化装置の概要について説明する。
陽イオン交換樹脂を収納するタンクには、再生液投入口と排水口が設けられる必要があるが、再生液投入口を樹脂の上方に、排水口を樹脂の下方に位置させることで、自然落差を利用しながら、再生液を樹脂に通液させることが可能になる。再生液投入口と排水口の位置と無関係に、ポンプや水流でアシストしながらの通液も考えられるが、この構成が最も簡単で、通液を確実に行うことができる。

自然落差を利用するには、再生の際、再生液投入口から排水口へ至る通水路が、大気開放される必要がある。そのため、再生液投入口と排水口を開放するための着脱可能な手段として、キャップ部材を使用できる。また、陽イオン交換樹脂に通水されていない時には大気と連通し、通水によって水圧が印加されたときには閉弁するバキュームブレーカーを樹脂の上方や下方に設けることもできる。さらに、再生液投入口や排水口をバルブ構造とし、必要に応じてそのバルブを開閉してもよい。
キャップ部材、バキュームブレーカー、バルブを適宜組み合わせることもできる。前述した固定床としてケース部材として樹脂を収納し、ケース部材を収納したタンクの上部に再生液投入口、下部に排水口を設け、双方を大気開放して、再生液投入口から再生液を投入した場合、当初はタンク上部室内からケース部材内の樹脂層内を通じ、タンク下部室から排水口へと通液されるが、樹脂層の厚みによっては、樹脂層内のエアが押し出され、ケース部材の下部に全面に亘って留まる、エアロック状態が発生し、通液が滞り、結果的に再生が不十分になる場合がある。
そこで、タンク下部室内も常に大気開放される必要があるため、排水口のほかに、エアチャージ口を設けたり、排水口の口径を大型化することや、バキュームブレーカーを追加することが有効である。特に、エアチャージ口を設けることは、通液を確実に行うために望ましいが、排水口が排水室を有し、その排水室が上室と下室を備え、各々タンク下部室に連通させることで、１個の排水口でありながら、上室をエアチャージ、下室を排水として用いることができ構造が簡単になる。

再生液投入口と排水口を覆うには、通水による水圧に耐え、着脱自在な手段である必要があり、それぞれキャップ部材であることが望ましい。特に、ネジ部設け、キャップ部材と投入口、排水口が螺合する構造であれば、使用者は使いやすい。
軟水化装置において、タンク、水入口部、水出口部、再生液投入口、排水口と各キャップ部材は、適宜ケーシング部材で覆われ、外観に配慮されることが望ましい。ケーシング部材は、上面、両側面、前面、背面、底面から構成されるが、上面と側面を一体化したり、底面と側面を一体化したりなど、その組み合わせに限りはない。再生の際には、使用者がキャップ部材を操作することになるため、その際には、少なくともそのキャップ部材が露出される必要がある。そこで、予めキャップ部材はケーシング部材で覆わず露出させ、ケーシング部材の外方に設けることもできる。一方、ケーシング部材で覆い、必要に応じてキャップ部材を露出できるように、ケーシング部材のキャップ相当箇所を部分的に着脱自在に設けることもできる。このようにすれば、外観上、突起物のないすっきりとしたデザインを実現できる。

先の実施形態の構造において、入口側の継手、出口側の継手を回転自在にする方法は、水のシール構造と両立させるため、オネジと円筒のシール溝とＯリングなどのシール部材を継手側に設け、水入口部、水出口部にメネジと円筒のシール面を設け、両者を螺合させ、シール溝をシール部材を介してシール面に嵌合させ、継手を回転自在とすることができる。または、継手先端部に回転自在にナットと、円筒のシール溝とパッキンを設け、水入口部、水出口部にオネジと、その内側に円筒のパッキンシール面を設け、ナットのオネジを螺合させ、シール溝をパッキンを介してパッキンシール面に嵌合させ、継手を回転自在とすることができる。

接続する配管部材が柔軟なホースである場合、継手から水平方向、または上方にホースを延設すると、使用中に、ホース内の水の重さと温度によって、ホースが下方にたるみや折れが発生する可能性がある。そこで、継手がケーシング部材の上面からその面に沿う方向に屈曲部を備えることが望ましい。具体的には、屈曲部は継手から約９０度（水平）方向に向き、接続されるホースは、必ずたるみが発生している状態となり、使用中の異常な変形を防止することができることになる。

通常の浴室は、混合水栓からシャワーホースを介してシャワーヘッドが取り付けられている。軟水化装置を設置する場合、これらの既設のものを使用できると、浴室内での納まりがよい。そこで、混合水栓とシャワーホースを一旦取り外し、水栓のシャワーホース接続口に固定ユニットを設け、その固定ユニットに、シャワーホースと、装置の入口継手、出口継手に各々接続される配管部材を接続する構造とすることが望ましい。
固定ユニットは、混合水栓のシャワーホース接続口に螺合し、回転自在のメネジを有する第一入口部と、その第一入口部と連通し、第一入口部と直交する方向に取り出される第一出口部と、第一出口部と隣接して平行な方向に設けられた第二出口部と、第二入口部に連通し、第二入口部と直交する方向に取り出され、第二入口部の中心軸に対して回転自在の第二出口部を備えていることが好ましい。
なお、これら第一入口部、第一出口部、第二入口部、第二出口部の構成は、その間に、通路の方向を変えたり、回転自在に構成したりするための介在部材を適宜備えることができる。第一出口部と装置の入口継手、出口継手と第二入口部を配管部材を介して接続し、さらに第二出口部と既設のシャワーホースを接続することで、混合水栓を操作してシャワーヘッドから軟水を出すことができる。この構成によって既設の混合水栓、シャワーホース、シャワーヘッドをそのまま使うことが可能になる。従って、使用者の使い勝手は、装置設置の前後で大きく変わることはない。装置自体は、混合水栓を挟んで、シャワーヘッドよりも遠い側に設置すると、浴室内での納まりも良い。尚、混合水栓のシャワーホース接続口のネジ口径は、水栓メーカーによって異なっているため、装置の入口継手、出口継手と口径が合わない場合は、口径を変換するアダプターを使用することが望ましい。

＜まとめ＞
先の実施形態の軟水化装置１によれば、再生液を軟水化装置１の再生液投入口８から投入し自然落下させて排水口９から排出するのみで容易に再生を行うことができる。再生に際して、使用者は、投入口用キャップ部材１６と排水口用キャップ部材１８とを外すのみの作業を行えばよく、煩雑なバルブ操作や電気的操作が不要とすることができる。加えて、投入口用キャップ部材１６および排水口用キャップ部材１８は、ネジ構造であり、作業者による着脱作業をさらに容易とすることができる。

先の実施形態の軟水化装置１によれば、排水口９に、上室１７ａと下室１７ｂとに区画された排水室１７を設けることで、上室１７ａをエアチャージ、下室１７ｂを排水としてそれぞれ機能させることができる。このため、エアロックが生じることがなく、投入した再生液のほぼ全量をスムーズに排出することができる。

先の実施形態の軟水化装置１によれば、各部材は、意匠性の高いケーシング部材１９に覆われているため、浴室２７にマッチングする外観とすることができる。また、ケーシング部材１９の一部は着脱自在に構成され、作業者の再生操作の際に、投入口用キャップ部材１６および排水口用キャップ部材１８を露出させて使用者の作業を阻害しない。

先の実施形態の軟水化装置１によれば、底面の脚部２６によって、設置面との間に隙間を設けられている。これにより、軟水化装置１の底面に汚れが溜りにくいのみならず、底面および設置面の清掃作業が容易となる。

先の実施形態の軟水化装置１によれば、入口継手１１と出口継手１４をケーシング部材１９の上面に設けたことで、混合水栓３０からの接続およびシャワーホース３５を介したシャワーヘッド３４への接続を容易にできる。加えて、入口継手１１および出口継手１４は、回転自在であるので、軟水化装置１を浴室２７内のどこに設置しても、接続ホースの納まりがよい。また、入口継手１１および出口継手１４に屈曲部１１ｆ、１４ｆを設けたことで設置当初から接続ホースに弛みを形成でき、接続ホースが引き回された場合の軟水化装置１への負荷を小さくできる。

先の実施形態の軟水化装置１によれば、混合水栓３０と入口継手１１とが接続され、出口継手１４とシャワーホース３５が接続される構成とすれば、既設の混合水栓３０、シャワーホース３５、シャワーヘッド３４を利用することができる。さらに、混合水栓３０に固定ユニット３１を設け、接続ホース３２、３３、シャワーホース３５を各々接続すると、浴室２７内での軟水化装置１の納まりがさらによくなる。

先の実施形態の軟水化装置によれば、比較的水の硬度が高い地域においても、シャワー１日使用分の軟水量を十分に確保できるコンパクトな軟水化装置１を提供できる。タンク５、イオン交換樹脂部３の容積が小さく、しかも圧力損失も低く抑えたことで、シャワーの使い勝手を損なうことがない。

以上に、軟水化装置の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
例えば、上述の実施形態では、再生液投入口８および排水口９を開放するための着脱可能な手段として、投入口用キャップ部材１６および排水口用キャップ部材１８を用いる場合を例示した。しかしながら、再生液投入口や排水口をバルブ構造とし、必要に応じてそのバルブを開閉してもよい。また、キャップ部材、バキュームブレーカー、バルブを適宜組み合わせることもできる。

また、上述の実施形態では、タンク５内にメッシュ部材４ａ、４ｂを有するケース部材４を設け、ケース部材４の内部に陽イオン交換樹脂２を収納した。しかしながら、タンク自体に、上流側と下流側にメッシュ部材を設け、そのメッシュ部材間に陽イオン交換樹脂を収納してもよい。

上述の実施形態に示す軟水化装置１について、実機を作製してその効果を確認した。
陽イオン交換樹脂２としては、三菱化学（株）製ダイヤイオンＳＫ１ＢＳ（粒度分布１５０〜３５５μｍが９５％）を用いた。
陽イオン交換樹脂２の容量は、９７０ｍＬとした。
ケース部材４の容積（すなわち、メッシュ部材４ａ、４ｂの間の容積）は、１０２０ｍＬとした。
メッシュ部材４ａ、４ｂとして、ポリエステル製、線径４５μｍ、目開き９６μｍのものを用いた。
陽イオン交換樹脂２の上下方向の層の厚みは、７５ｍｍとした。
再生剤としては、平均粒径２０７μｍの塩化ナトリウムを１２０ｇ（１袋に分包）用意した。また、分包された１袋の上記の再生剤を水１Ｌに溶解させて、濃度１０．７％の再生液を作製した。

以上の仕様の軟水化装置において、水道水を１０００Ｌ連続通水した後、水を止めて再生液を通液し、排水が完了した時点で再通水し性能を測定した。流量設定は、１０Ｌ／分とした。なお、再生液は、空いている２Ｌのペットボトルに、塩を１袋（１２０ｇ）入れ、水をペットボトルに半分（約１Ｌ）入れ、軽く数回振って塩を溶かし、濃度１０．７％とした。

得られる軟水量：
原水硬度８０ｍｇ／Ｌの水道水では、硬度０〜２０ｍｇ／Ｌの軟水が、４５０Ｌ得られた。
原水硬度１４０ｍｇ／Ｌの水道水では、硬度０〜２０ｍｇ／Ｌの軟水が、２００Ｌ得られた。
通水した時の圧力損失は、いずれの場合も０．０４５ＭＰａであった。
以上の様に、所望の性能を有する軟水化装置１を作製できることを確認できた。

１…軟水化装置、２…陽イオン交換樹脂、３…イオン交換樹脂部、４…ケース部材、４ａ…メッシュ部材、４ｂ…メッシュ部材、５…タンク、６…水入口部、７…水出口部、８…再生液投入口、９…排水口、１０…パッキン、１１…入口継手、１２…導水管、１４…出口継手、１６…投入口用キャップ部材、１７…排水室、１７ａ…上室、１７ｂ…下室、１８…排水口用キャップ部材、１９…ケーシング部材、１９ａ…上面、２０…ベース、２６…脚部、２７…浴室、３０…混合水栓、３１…固定ユニット、３２…入口側接続ホース、３３…出口側接続ホース、３４…シャワーヘッド、３５…シャワーホース、３６…ユニット本体、４０…シャワーホース継手、５０…分包袋、５１…フィルム材、６１…塩化ナトリウム、６２…水、６３…再生液、６４…容器。

Claims (3)

1. 水を軟水化する陽イオン交換樹脂を有するイオン交換樹脂部と、前記イオン交換樹脂部を収納するタンクと、前記陽イオン交換樹脂の下流側に設けられ、前記タンクに水を供給するための水入口部と、前記陽イオン交換樹脂の上流側に設けられ、軟水を前記タンクから外部へ流出させるための水出口部を備え、軟水流出と陽イオン交換樹脂の再生を繰り返しながら使用する軟水化装置であって、
   前記イオン交換樹脂部が、前記陽イオン交換樹脂の上流側と下流側にメッシュ部材を備え、前記陽イオン交換樹脂の容量が、前記上流側のメッシュ部材と前記下流側のメッシュ部材の間の容積の９０％以上であって、所定の再生の後、通水流量が１０Ｌ／分で、原水の硬度が６０〜８０ｍｇ／Ｌの時、硬度０〜２０ｍｇ／Ｌの水を４００Ｌ採水できることを特徴とする軟水化装置。
2. 前記イオン交換樹脂部を通過する水の流量が１０Ｌ／分のとき、圧力損失が０．０５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の軟水化装置。
3. 前記タンクの内部に前記陽イオン交換樹脂のイオン交換能力を再生する再生液を投入するための再生液投入口と、
   前記再生液を排水するための排水口と、を備え、
   前記再生液投入口が、前記陽イオン交換樹脂の上方に位置され、前記排水口が、前記陽イオン交換樹脂の下方に位置された請求項１または請求項２に記載の軟水化装置。

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