JP3036730U - イオン交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン交換体の最適な交換時期が分かるイオ
ン交換装置を提供する。 【解決手段】 軟水装置１はイオン交換樹脂３を交換自
在に装着したイオン交換筒２を備える。被処理原液たと
えば井水５の流入、処理済液たとえば軟水７の流出、再
生液９の流入および再生排液11の流出を切り換える切換
弁４を備える。再生液９の流入による再生回数を計数
し、計数した再生回数が設定回数であるときイオン交換
樹脂３の交換信号を出力する計数制御手段21を備えてい
る。計数制御手段21からの交換信号により、再生回数に
応じたイオン交換樹脂３の最適な交換時期が分かる。イ
オン交換樹脂３の交換性能の維持を図ることができ、イ
オン交換樹脂３が十分なイオン交換性能を有するにも拘
らず、交換されることを防止し無駄な経費を削減でき
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、軟水装置、純水装置、脱硝酸イオン装置などのイオン交換装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、軟水装置、純水装置、脱硝酸イオン装置などのイオン交換樹脂を用いた イオン交換装置が知られている。

【０００３】 例えば、従来の軟水装置は、イオン交換筒に、粒状にした陽イオン交換樹脂を 交換自在に充填し、このイオン交換筒に設けたバルブ装置にて、井水などの被処 理原液の流入、軟水などの処理済液の流出、イオン交換樹脂を再生する食塩水な どの再生液の流入およびこの再生液の再生後の再生排液の流出を切り換えるよう にしている。

【０００４】 そして、井水などの被処理原液がバルブ装置を通って、イオン交換筒に流入さ れると、たとえば、被処理原液中のカルシウムイオンＣａ²⁺やマグネシウムイオ ンＭｇ²⁺が、陽イオン交換樹脂（例えば、Ｒ−ＳＯ₃ Ｎａ）に捕捉され、軟水な どの処理済液が得られる。

【０００５】 そして、このイオン交換反応が繰り返され、被処理原液が次々とイオン交換さ れることにより、イオン交換樹脂のイオン交換能力が漸次低下し、イオンが漏出 する状態となる。この状態で、バルブ装置を切り換え、食塩水などの再生液をイ オン交換筒に流入し、陽イオンを交換した樹脂を再びもとのＮａ型にするイオン 交換樹脂の再生を行う。

【０００６】 このように、イオン交換樹脂は複数回再生使用されるが、再生使用されるにし たがって、イオン交換樹脂は物理的、化学的損耗を受け、劣化し、イオン交換樹 脂のイオン交換性能は徐々に低下する。そこで、一定レベル以上のイオン交換性 能の維持を図るために、イオン交換樹脂を再生回数に応じた適切な時期に交換す る必要がある。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の軟水装置では、一定期間の経過を目安として、イオ ン交換樹脂を交換する方法が採られている。例えば、１年に１回部分交換および ３年に１回全部交換する方法である。但し、実際上は、被処理原液中のイオン量 の多少や、処理済液の使用量の多少より、再生を行う頻度は様々である。よって 、一定期間の経過をイオン交換樹脂を交換する目安とした場合、被処理原液中の イオン量が多いところ、処理済液の使用量が多いところでは、再生の頻度が多く 、イオン交換性能の維持が図れず、少ないところでは、イオン交換樹脂が劣化せ ず、イオン交換性能が低下していないのに、イオン交換樹脂が交換され、無駄な 経費がかかる問題を有している。

【０００８】 本考案は、このような点に鑑みなされたもので、軟水装置などにおいて、イオ ン交換体の最適な交換時期を知ることができるイオン交換装置を提供することを 目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案のイオン交換装置は、イオン交換体を交換自在に装着したイオン交換槽 と、このイオン交換槽への被処理原液の流入、このイオン交換槽から被処理原液 の処理済液の流出、前記イオン交換槽へのイオン交換体を再生する再生液の流入 およびこのイオン交換槽から再生液の再生後の再生排液の流出を切り換えるバル ブ装置と、このバルブ装置の切り換えに基づく前記イオン交換槽への再生液の流 入によるイオン交換体の再生回数を計数し、計数した再生回数が設定回数である ときイオン交換体の交換信号を出力する計数制御手段とを具備したものである。

【００１０】 そして、計数制御手段が、バルブ装置の切り換えに基づくイオン交換槽への再 生液の流入による再生回数を計数し、再生回数が設定回数か否かを検出し、設定 回数であるときにはイオン交換体の交換信号を出力するので、この信号により作 動される表示装置、警報装置などで再生回数に応じたイオン交換体の最適な交換 時期が分かる。

【００１１】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の一実施の形態の構成を図面を参照して説明する。

【００１２】 図１は、イオン交換装置を示す概要図であり、図１において、１はイオン交換 装置としての軟水装置で、この軟水装置１は、垂直方向に細長で円筒状のイオン 交換槽としてのイオン交換筒２を有している。

【００１３】 そして、このイオン交換筒２には、イオン交換体としてのイオン交換樹脂３が 交換自在に装着されている。なお、このイオン交換樹脂３は、分子中に、例えば ，−ＳＯ₃ Ｎａをもつ粒状の陽イオン交換樹脂（Ｒ−ＳＯ₃ Ｎａ）である。

【００１４】 また、前記イオン交換筒２には、バルブ装置としての切換弁４が設けられ、こ の切換弁４には、被処理原液としての井水５を前記イオン交換筒２に流入させる 原液流入管路６と、井水５の処理済液としての軟水７を前記イオン交換筒２から 流出させる処理済液流出管路８と、食塩水などの再生液９を前記イオン交換筒２ に流入させる再生液流入管路10と、再生液９の再生後の再生排液11を前記イオン 交換筒２から流出させる再生排液流出管路12とが接続されている。

【００１５】 そして、これら原液流入管路６、処理済液流出管路８、再生液流入管路10およ び再生排液流出管路12は、切換弁４の切り換えにより、イオン交換筒２内に連通 または遮断するようになっている。

【００１６】 なお、前記原液流入管路６および処理済液流出管路８がイオン交換筒２内に連 通されている状態、つまり、井水５が原液流入管路６からイオン交換筒２に流入 され、軟水７がイオン交換筒２から処理済液流出管路８に流出されている状態で は、再生液流入管路10および再生排液流出管路12はイオン交換筒２内と遮断され ている。また、原液流入管路６、再生液流入管路10および再生排液流出管路12が イオン交換筒２内に連通されている状態で、再生液９は再生液流入管路10から原 液流入管路６からの井水５によるエゼクタ作用により井水５とともにイオン交換 筒２に流入されイオン交換樹脂３を再生し、再生排液11はイオン交換筒２から再 生排液流出管路12に流出され、また、この状態では、処理済液流出管路８はイオ ン交換筒２内と遮断されている。

【００１７】 また、原液流入管路６の途中には、前記イオン交換筒２に流入させる井水５の 瞬間の流量を計測する瞬間流量計13が設けられ、また、処理済液流出管路８の途 中には、前記イオン交換筒２から流出させる軟水７の流量を計測する積算流量計 15が設けられている。

【００１８】 さらに、再生液流入管路10の上流側には、定量供給装置を有する再生液槽14が 設けられ、この再生液槽14には、一定量以上の再生液９が充填されており、切換 弁４の切り換えで定量供給装置により、一定量の再生液９が井水５によるエゼク タ作用で再生液流入管路10を流れてイオン交換筒２内に流入されるようになって いる。

【００１９】 また、計数制御手段21は、図２に示すように、切換弁４の切り換えにより再生 が開始したと判断されたときに、イオン交換樹脂３の再生回数を計数する計数手 段22の機能を有している。そして、この計数手段22は、回数表示部23に、その時 点における再生回数を表示する回数信号を出力する。

【００２０】 また、前記計数制御手段21は、設定回数記憶手段24の機能を有し、この設定回 数記憶手段24には、これ以上イオン交換樹脂３を再生すれば、一定レベル以上に イオン交換樹脂３の最適の交換時期である再生回数を考慮して決定される設定回 数を設定する回数設定部25が接続されている。そして、この設定回数記憶手段24 は、回数設定部25にて設定された設定回数を記憶する。

【００２１】 さらに、前記計数制御手段21は、計数手段22が計数する再生回数が、設定回数 記憶手段24が記憶する設定回数であるか否かを比較する回数比較手段26の機能を 有している。

【００２２】 また、前記計数制御手段21は、イオン交換樹脂３の再生回数が設定回数である と判断されたときに、イオン交換樹脂３の交換信号を出力する交換信号出力手段 27の機能を有し、この交換信号出力手段27は、イオン交換樹脂３の最適な交換時 期であることを報知する交換信号をランプなどの交換表示部28またはベルなどの 交換報知部29に出力する。

【００２３】 次に、上記実施の形態の動作を図３のフローチャートを参照して説明する。

【００２４】 まず、井水５が原液流入管路６を流れて切換弁４からイオン交換筒２に流入さ れ、イオン交換樹脂３によりイオン交換処理が行われる。すなわち、井水５がイ オン交換筒２に流入されると、井水５中のカルシウムイオンＣａ²⁺、マグネシウ ムイオンＭｇ²⁺などが、陽イオン交換樹脂（Ｒ−ＳＯ₃ Ｎａ）に捕捉され、Ｎａ⁺ と入れかわり軟水７が得られるのである。

【００２５】 しかし、これらイオン交換反応が繰り返され、井水５が次々とイオン交換され ることにより、イオン交換樹脂３のイオン交換能力が漸次低下し、井水５中のカ ルシウムイオンＣａ²⁺、マグネシウムイオンＭｇ²⁺などがイオン交換処理されな いまま処理済液流出管路８に流出され、軟水７に含まれるようになる。

【００２６】 このため、処理済液流出管路８の途中に設けられた積算流量計15によりイオン 交換筒２から流出させた軟水７の量を判断し、所定量以上と判断すれば、切換弁 ４を切り換えたり、あるいは、処理済液流出管路８から流れ出た軟水７の状態に よりイオン交換樹脂３のイオン交換能力が低下していることを判断し、このイオ ン交換樹脂３を再生処理するために、切換弁４を切り換える（ステップ１）。す なわち、この切換弁４の切り換えにより、所定期間の間だけ原液流入管路６およ び処理済液流出管路８がイオン交換筒２内に連通され、かつ、再生液流入管路10 および再生排液流出管路12がイオン交換筒２内と遮断されている状態から、処理 済液流出管路８だけがイオン交換筒２内と遮断され、かつ、原液流入管路６、再 生液流入管路10および再生排液流出管路12がイオン交換筒２内に連通される状態 となり、再生液流入管路10から一定量の再生液９が原液流入管路６からの井水５ によるエゼクタ作用により、井水５とともにイオン交換筒２に流入され、イオン 交換能力が低下したイオン交換樹脂３の再生処理が行われるのである。

【００２７】 そして、この切換弁４の切り換えにより、イオン交換樹脂３の再生が開始され ると、計数手段22の機能により、イオン交換樹脂３の再生回数が計数される（ス テップ２）。なお、この再生回数は回数表示部23にて表示され、その時点におけ る再生回数を確認できる。

【００２８】 また、計数制御手段21は、回数比較手段26の機能により、この再生回数が予め 回数設定部25にて設定され、設定回数記憶手段24の機能にて記憶された設定回数 か否かを判断する（ステップ３）。

【００２９】 判断の結果、再生回数が設定回数となれば、交換信号出力手段27の機能により 、イオン交換樹脂３の交換信号が出力され、ランプが点灯するとともにベルが作 動し（ステップ４）、イオン交換樹脂３の最適な交換時期であることを報知する 。

【００３０】 そして、再生処理されたイオン交換樹脂３を交換信号出力手段27の機能により イオン交換樹脂３の交換信号が出力された後、適時に、全管路６，８，10，12を イオン交換筒２内と遮断した状態とし、イオン交換筒２からイオン交換性能が低 下したイオン交換樹脂３を一部または全部取り出し、そして、新たなイオン交換 樹脂３を充填することにより、イオン交換樹脂３の交換が完了する。なお、この とき、計数制御手段21はリセットする。

【００３１】 上記一実施の形態によれば、計数制御手段21が、切換弁４の切り換えに基づく イオン交換筒２への再生液９の流入による再生回数を計数し、再生回数が設定回 数か否かを比較し、設定回数であるときには、イオン交換樹脂３の交換信号を出 力し、ランプが点灯し、ベルが作動するので、イオン交換樹脂３の交換性能低下 に最も影響のある再生回数に応じたイオン交換樹脂３の最適な交換時期を知るこ とができる。

【００３２】 そして、この交換時期にイオン交換樹脂３を交換することにより、イオン交換 樹脂３の一定レベル以上の交換性能の維持を図ることができるとともに、未だ一 定レベル以上のイオン交換性能があるにも拘らず、イオン交換樹脂３が交換され ることを防止し無駄な経費を削減できる。

【００３３】 また、計数制御手段21が有する計数手段22に接続された回数表示部23が、イオ ン交換樹脂３の再生回数を表示するので、その時点における再生回数を知ること ができ、前もって、イオン交換樹脂３の交換準備もできる。

【００３４】 なお、上記実施の形態においては、イオン交換装置としての軟水装置１につい て説明したが、純水装置、脱硝酸イオン装置、金属の分離・回収装置、糖液の脱 色処理装置、アミノ酸や抗生物質の精製装置など、イオン交換体のイオン交換現 象を利用する装置であれば何でもよい。そして、被処理原液に応じて、イオン交 換体が選択され、イオン交換体に応じて、再生液が選択される。

【００３５】 また、イオン交換体としてのイオン交換樹脂３について説明したが、沸石類、 酸性白土、合成ゼオライト、パームチット、白雲石、水和酸化鉄など、イオン交 換現象を示す物質であればよく、また、イオン交換装置によっては、陽イオン交 換を行うもののみや、陰イオン交換を行うもののみでもよい。

【００３６】 また、交換信号出力手段27には、交換表示部28および交換報知部29が接続され ている構成について説明したが、いずれか一方のみが接続されているものでもよ い。つまり、交換信号出力手段27の機能により、イオン交換樹脂３の交換信号が 出力された場合に、ランプの点灯または、ベルの作動のいずれか一方で報知する 構成とすることもできる。

【００３７】 さらに、上記実施の形態においては、バルブ装置としての切換弁４については 、手動により切り換える手動切換弁または、積算流量計15からの出力信号あるい は処理済液流出管路８の途中などに設けられたイオン量計測手段からの出力信号 により、自動的に切り換えられる自動切換弁とすることもできる。

【００３８】 なお、計数制御手段21は、切換弁４の切り換えによりイオン交換樹脂の再生が 開始されたと判断されたときにイオン交換樹脂３の再生回数を計数する計数手段 22の機能およびこの計数手段22に接続されたイオン交換樹脂３の再生回数を表示 する回数表示部23のみの構成とすることもでき、この構成でも、回数表示部23が イオン交換樹脂３の再生回数を表示し、その時点における再生回数を知ることが できるので、これ以上イオン交換樹脂３を再生すれば、一定レベル以上にイオン 交換樹脂３のイオン交換性能を維持できなくなることが分かっている場合には、 イオン交換樹脂３の交換性能の低下に最も影響のある再生回数に応じたイオン交 換樹脂３の最適な交換時期を知ることができる。

【００３９】

【考案の効果】

本考案によれば、計数制御手段が、バルブ装置の切り換えに基づくイオン交換 槽への再生液の流入による再生回数を計数し、再生回数が設定回数か否かを検出 し、設定回数であるときにはイオン交換体の交換信号を出力するので、この信号 により作動される表示装置、警報装置などで再生回数に応じたイオン交換体の最 適な交換時期を知ることができる。そして、この交換時期にイオン交換体を交換 することにより、イオン交換体のイオン交換性能の維持を図ることができるとと もに、イオン交換体が十分なイオン交換性能を有するにも拘らず、交換されるこ とを防止し無駄な経費を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施の形態のイオン交換装置を示す
概要図である。

【図２】同上イオン交換装置を示すブロック図である。

【図３】同上イオン交換装置が備えた計数制御手段の動
作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ イオン交換装置としての軟水装置 ２ イオン交換槽としてのイオン交換筒 ３ イオン交換体としてのイオン交換樹脂 ４ バルブ装置としての切換弁 ５ 被処理原液としての井水 ７ 処理済液としての軟水 ９ 再生液 11 再生排液 21 計数制御手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン交換体を交換自在に装着したイオ
   ン交換槽と、 このイオン交換槽への被処理原液の流入、このイオン交
   換槽から被処理原液の処理済液の流出、前記イオン交換
   槽へのイオン交換体を再生する再生液の流入およびこの
   イオン交換槽から再生液の再生後の再生排液の流出を切
   り換えるバルブ装置と、 このバルブ装置の切り換えに基づく前記イオン交換槽へ
   の再生液の流入によるイオン交換体の再生回数を計数
   し、計数した再生回数が設定回数であるときイオン交換
   体の交換信号を出力する計数制御手段とを具備したこと
   を特徴とするイオン交換装置。