JP3226284B2 - マイクロプロセッサ制御による水軟化装置 - Google Patents

マイクロプロセッサ制御による水軟化装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、新しい水軟化システムに係り、特に、マイ
クロプロセッサにより制御される水軟化装置の再生のた
めのシステムに関する。
発明の背景 「水軟化装置のための塩素生成器(Chlorine Generat
or For Water Softeners)」と題された、ラック(Ra
k)による米国特許番号3,627,133号の明細書には、水軟
化装置のタンクと塩水タンクとの間に塩水流ラインを挿
入した塩素生成器が開示されている。塩素生成器は、塩
水から塩素を生産する装置であり、塩水の部分から塩素
ガスを生成するための電気化学的反応を生じさせるた
め、制御回路に対する応答において電圧を印加される1
対の電極を備えている。
「水軟化装置を制御するための回路及び装置(Circui
t and Apparatus For A Water Softener)」と題された
米国特許番号4,299,698号及びその他の明細書には、水
軟化装置のイオン交換床(ion exchange bed)を再生す
るための装置が開示されている。この装置は、ブリッジ
回路に接続された互いに離れた2対の電極を携えたプロ
ーブを用いる電気制御回路を備えている。上部の電極対
は、検知セル(sensor cell)からなり、底部の電極対
は、基準セル(reference cell)からなる。制御信号及
び基準信号は、電圧印加された回路を閉じ、かつ再生処
理のための時刻までその状態を保持する検知セル(sens
ing cell)及び基準セルから得られ、この再生処理は、
通常の水の使用との干渉を避けるために前もってセット
された時刻で生じる。
水軟化装置の全再生サイクルは、逆流洗浄、塩水/低
速すすぎ、塩素処理及び高速すすぎの各工程を含んでお
り、要求された時刻がキーパッドから手入力されかつ該
時刻がオペレータに示された状態で、これらの工程がマ
イクロプロセッサにより制御されるシステムが見い出さ
れた。従って、本発明の目的は、他工程の合間に、塩素
処理のタイミングがソフトウェア制御されるようなマイ
クロプロセッサ制御の塩素処理を有するマイクロプロセ
ッサ制御の再生処理を有する水軟化装置に関する、我々
の発見を利用するシステムを提供することである。
本発明の他の目的及び利点は、説明を読み進めるにつ
れて明らかになるであろう。
本発明の要約 本発明によれば、水タンク、塩水タンク及び水タンク
への水流に対し塩素処理を提供するための塩素処理用電
極を備えた水軟化装置が提供される。この装置は、上記
電極に電気エネルギーを提供するための回路及び該回路
を制御するためのマイクロプロセッサを備えている。
図示された実施例では、上記マイクロプロセッサは、
再生処理を開始すべき時期と、逆流洗浄を開始すべき時
期と、逆流洗浄を終了すべき時期と、塩水/低速すすぎ
を開始すべき時期と、前記塩素処理用電極に電圧を印加
すべき時期と、塩素処理用電極への電圧印加を終了すべ
き時期と、塩水/低速すすぎを終了すべき時期と、高速
すすぎを開始すべき時期と、高速すすぎを終了すべき時
期とを決定するためにソフトウェア制御される。
図示された実施例では、上記マイクロプロセッサは、
塩水/低速すすぎが始まったときに塩素処理を開始する
ようにプログラムされている。塩素処理の希望するタイ
ミングに関するマイクロプロセッサへの手動入力情報の
ための手動操作可能なキーパッドが提供される。このキ
ーパッドを介して手動で入力される情報を表示するため
のディスプレイが提供される。
図示された実施例では、回路は、マイクロプロセッサ
により駆動されるソリッドステートスイッチ及びこのソ
リッドステートスイッにより制御されるリレーを備えて
いる。このリレーの操作に応答して、電気エネルギーが
塩素処理用電極に提供される。
本発明のより詳細な説明が以下で述べる説明及び請求
の範囲において提供され、添付した図面に示される。
図面の簡単な説明 図1は、本発明の原理に従った水軟化システムの立面
図であって、明確さのため、ある部分を切り離した状態
で示した図である。
図2は、図1の水軟化システムのための制御回路の回
路及びブロック図である。
図3a−3eは、マイクロプロセッサ制御の再生処理を示
すフローチャートである。
図示された実施例の詳細な説明 図1に示すように、水調和装置としての水軟化装置す
なわち装置10がコントロールユニット11を有した状態で
示されている。水調和装置10は、適当なイオン交換樹脂
の床13を備えた水タンク12を含んでいる。水をタンクへ
供給するために、水供給管14が、タンク12まで延設され
たパイプ17を通して水を通過させるバルブハウジング16
を介して接続されている。水は床13を通って流れ落ち、
パイプ18を経由してバルブハウジング16を通り、水シス
テムへ軟化された水を供給する管19へ流れ去る。導管21
がバルブハウジングから塩水を生成するための塩を含む
塩水タンク22へ延設されている。排水管23もバルブハウ
ジング16へ接続されており、適当な排水システムへ接続
される。
バルブコントロールユニットが備えたバルブハウジン
グ16内の構造は、当該技術分野の当業者に良く知られた
型の構造としてもよく、また特有のバルブコントロール
ユニットの構造は、本発明の一部を形成しない。再循環
制御装置24は、システムの再循環を制御する装置であ
り、図2において概念的及びブロック形式で図示された
マイクロプロセッサの制御回路26によって制御される。
制御回路26は、2対の垂直方向に取り付けられた電極Rs
及びRrに、ライン25を介して接続されており、これらの
電極は、水タンク12の中へ下方に延設された適当な保持
プローブユニット27(図1)に取り付けられている。電
極Rs及びRrは、検知セルRsを形成する電極Rs及び基準セ
ルRrを形成する電極Rrとの間の水タンク溶液のインピー
ダンスの相違を探査するために、互いに対して垂直方向
に離れている。これは再生処理を行うか否かを決定す
る。
本出願と同じ日に出願され、「自己調整式のすすぎサ
イクルを備えた水軟化システム(Water Softening Syst
em With Solf−Adjusting Rinse Cycle)」の題されか
つ本発明の指定代理人が指定された、ジョン E.ザビン
スキー(John E.Zabinski)による米国特許通し番号08/
604,773号の係争中の明細書には、再生処理の低速すす
ぎサイクルが完全であるか異常であるかの決定がなされ
るマイクロプロセッサに基づく水軟化システムが開示さ
れている。「自己調整式のすすぎサイクルを備えた水軟
化システム」のザビンスキーによる特許出願の詳細は、
これを参照することにより、この明細書へ組み込まれ
る。
本発明の図示された実施例は、溶液のインピーダンス
の相違を探査するために互いに離れた電極を用いるが、
再生処理が実行されるか否かの決定は、この離れた電極
を用いる代わりに或いはそれに加えて、流速計を用いて
も又はタイマーを用いてもなされ得るということが理解
される。
再生処理の間に集中した塩水のすべてが通過する導管
21に、塩素生成器29が挿入され、塩水が塩素源として供
給される。塩素生成器は、当該技術分野において良く知
られており、塩水タンクの導管中に挿入される塩素生成
器の例が、米国特許番号3,627,133号に開示されてい
る。塩素生成器29は、図2にも概念的に示すように、ラ
イン30を介してマイクロプロセッサ制御回路26へ電気的
に接続されている。
図2に示すように、塩素生成器29は、1対の電極38a
及び38bを備えており、塩素生成器29が操作されると
き、これらの電極間には直流電圧が適用される。
図2に示された制御回路32は、1極1接続のリレー34
を備えており、このリレーは、塩素生成器29のアノード
電極38aと直列に接続されたリレーアーム36を備え、さ
らに電流を制限する抵抗40とも直列に接続されている。
交流電流入力ライン41及び42が、変圧器43を介して、塩
素生成用電極間へ直流電流を供給するための全波整流器
44へ接続されている。フィルターコンデンサ45が全波整
流器44の出力端に接続されている。
リレーアーム36は、マイクロプロセッサ26により駆動
されるPNPトランジスタ48のコレクタに連結されている
リレー巻き線46により制御される。マイクロプロセッサ
26は、逆流洗浄、塩水吸入低速すすぎ、塩素生成器への
電圧印加及び高速すすぎのサイクルを含む水軟化装置の
全再生処理を制御する。再生処理のマイクロプロセッサ
制御を示すフローチャートが、以下に説明される図3a−
3eにおいて用意されている。
マイクロプロセッサ26は、キーパッド28から手入力さ
れ、かつディスプレイ31に表示された情報に基づいてソ
フトウェア制御される。例えば、様々なサイクル回数が
キーパッド28から手入力されるようにしてもよい。さら
に、塩素生成器を電圧印加する時間長がキーパッド28か
ら入力されるようにしてもよい。図示の実施例では、塩
素生成器29への電圧印加は、塩水吸入/低速すすぎのサ
イクルの開始と同時に行われ、マイクロプロセッサ29
が、リレー36を駆動して塩素処理を開始するためトラン
ジスタ48への出力信号を提供するときに発生する。
マイクロプロセッサ制御の流れは、図3a−図3eのフロ
ーチャートにおいて示される。
図3a−3eに示すように、スタート(60)の後、再生処
理を行うべき(61)が否かの決定がなされる。この決定
は、基準セルRrと検知セルRsとの間の水タンク溶液中で
のインピーダンスの相違に基づいてなされる。既に述べ
たように、希望するならば、再生処理を行うべき(61)
か否かの決定は、互いに離れたセルを用いる代わりに又
はそれに加えて、流速計或いはタイマーを用いることに
より、なされるようにすることができる。再生処理を行
う場合、再生処理を行ってもよい日の時刻であるか否か
の決定がなされる(62)。例として、システムを、再生
処理が午前2時から午前6時までの間にのみ行われるよ
うに設定してもよい。再生処理の時間であった場合、そ
の後に再生処理が開始され(63)、モータがオンとされ
る(64)。モータが逆流洗浄にセットされているか否か
の決定がなされる(65)。逆流洗浄にセットされている
場合、逆流洗浄の時間が読み込まれ(66)、タイマーが
タイムアウトするまで逆流洗浄が継続される(67)。一
旦、タイマーがタイムアウトすると、モータがオンとさ
れ(68)、モータが塩水吸入/低速すすぎにセットされ
ているか否かの決定がなされる(69)。塩水吸入/低速
すすぎにセットされていた場合、塩素処理時間が読み込
まれ(70)、最大低速すすぎの時間も読み込まれる(7
1)。塩素処理用のリレー34がオンにされ(72)、塩素
処理タイマーがタイムアウトする時期の決定がなされる
(73)。一旦、塩素処理タイマーがタイムアウトする
と、塩素処理用リレー34がオフとされる(74)。
プローブ27が取り付けられているか否かの決定がなさ
れる(75)。プローブが取り付けられている場合、自己
調整式の低速すすぎのサブルーチンが呼び出される(7
6)。ここで、図3dに示すように、低速すすぎサブルー
チンが実行された(77)後、モータがオンとされて(7
8)、モータが高速すすぎの位置にセットされているか
否かに関して決定がなされる(79)。一旦、モータが高
速すすぎ位置にセットされると、モータがオフとされ
(80)、高速すすぎを行う時間がタイマーへ読み込まれ
る(81)。高速すすぎタイマーがタイムアウトした(8
2)とき、モータがオンとされて(83)、モータがホー
ムポジションにセットされているか否かの決定がなされ
る(84)。モータがホームポジションにセットされてい
る場合、モータがオフとされ(85)、再生処理が終了す
る(86)。
以上により、新しいマイクロプロセッサ制御の水軟化
装置が開示されたと考えられる。本発明の図示された実
施例が示され、説明されたが、本発明の新しい技術思想
及び展望を逸脱しない範囲内で、当該技術分野における
当業者によって、様々な変更及び代替がなされてもよい
ことが理解される。
フロントページの続き (72)発明者 レフェルト,ロジャー アメリカ合衆国イリノイ州60004,アー リントン・ハイツ,ノース・ケニコッ ト・アベニュー 911 (56)参考文献 特開 昭55−47505(JP,A) 特開 昭53−115552(JP,A) 米国特許3627133(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 47/00 - 49/02 C02F 1/42 C02F 5/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水タンクと、 塩水タンクと、 前記水タンクの中の水流に塩素処理を施すための塩素処
    理用の電極と、 前記電極に電気エネルギーを提供するための回路と、 前記回路を制御するためのマイクロプロセッサとを有
    し、 前記マイクロプロセッサは、再生処理を開始すべき時期
    と、逆流洗浄を開始すべき時期と、逆流洗浄を終了すべ
    き時期と、塩水/低速すすぎを開始すべき時期と、前記
    塩素処理用電極に電圧を印加すべき時期と、塩素処理用
    電極への電圧印加を終了すべき時期と、塩水/低速すす
    ぎを終了すべき時期と、高速すすぎを開始すべき時期
    と、高速すすぎを終了すべき時期とを決定するためにソ
    フトウェア制御される、水軟化装置。
  2. 【請求項2】前記マイクロプロセッサは、塩水/低速す
    すぎが開始されたときに塩素処理を開始するようにプロ
    グラムされている、請求項1に記載の水軟化装置。
  3. 【請求項3】前記回路は、前記マイクロプロセッサによ
    り駆動されるソリッドステートスイッチと前記ソリッド
    ステートスイッチにより制御されるリレーとを備え、前
    記電気エネルギーは、前記リレーの操作に応答して前記
    塩素処理用電極に供給される、請求項1に記載の水軟化
    装置。
  4. 【請求項4】前記塩素処理の要求されるタイミングに関
    する前記マイクロプロセッサへの情報を手動で供給する
    ための手入力操作可能なキーパッドと、前記キーパッド
    を介して手入力された情報を表示するためのディスプレ
    イとを備えた、請求項1に記載の水軟化装置。
  5. 【請求項5】水タンクと、 塩水タンクと、 前記水タンクの中の水流に塩素処理を施すための塩素処
    理用電極と、 前記電極に電気エネルギーを提供するための回路と、 前記回路を制御するためのマイクロプロセッサと、 を有する水軟化装置において、 前記回路は、前記マイクロプロセッサにより駆動される
    ソリッドステートスイッチと前記ソリッドステートスイ
    ッチにより制御されるリレーとを備え、 前記電気エネルギーは、前記リレーの操作に応答して、
    前記塩素処理用電極に供給され、 前記マイクロプロセッサへの情報を手動で供給するため
    の手入力操作可能なキーパッドと、 前記キーパッドを介して手入力された情報を表示するた
    めのディスプレイと、 を有する、水軟化装置。
  6. 【請求項6】前記マイクロプロセッサは、再生処理を開
    始すべき時期と、逆流洗浄を開始すべき時期と、逆流洗
    浄を終了すべき時期と、塩水/低速すすぎを開始すべき
    時期と、前記塩素処理用電極に電圧を印加すべき時期
    と、前記塩素処理用電極への電圧印加を終了すべき時期
    と、塩水/低速すすぎを終了すべき時期と、高速すすぎ
    を開始すべき時期と、高速すすぎを終了すべき時期とを
    決定するためにソフトウェア制御される、請求項5に記
    載の水軟化装置。
  7. 【請求項7】前記マイクロプロセッサは、塩水/低速す
    すぎが開始されたときに塩素処理を開始するようにプロ
    グラムされている、請求項6に記載の水軟化装置。
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