JP3229603B2 - カートリッジ型純水製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カートリッジ型純水製
造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】イオン交換樹脂を筒状の容器に充填し、
精製能力が衰えて処理水質が低下した場合には容器ごと
交換し、新品又は再生済のイオン交換樹脂の充填された
新たな容器を装填し、純水の製造に供するカートリッジ
型純水製造装置が提供されている。

【０００３】純水製造装置には、処理水質を測るために
電気伝導率計や電気伝導率警報計等の計器が装備され、
この計器の指示によって使用しているカートリッジの精
製能力が衰え、水質が低下していることを知ることがで
きる。

【０００４】一般に、カートリッジ型純水製造装置には
イオン交換樹脂を再生する装置が装備されていないた
め、ユーザーは販売店等にカートリッジの交換を依頼
し、代わりのカートリッジを不良となったカートリッジ
と交換し、不良カートリッジを再生工場に運んで再生処
理するようにしている。そして、再生工場において再生
された再生済のカートリッジは販売店等に返送され、次
の交換のためにストックされる。

【０００５】ところで、カートリッジ型純水製造装置は
通常コンパクト化されており、処理水質を測る計器も純
水製造装置に組み付けられていることが多く、該計器を
常時監視することができるような状態に置かれているこ
とが少ないため、計器のチェックがおろそかになった
り、あるいは警報等が聞こえなかったりして水質低下の
発見が遅れることがある。

【０００６】また、精製能力の衰えを計器により察知し
ても、カートリッジを交換するまでは純水の製造が行え
ず、交換に時間がかかるとその間は純水を使用する工程
がストップすることになる。

【０００７】ところで、ユーザーはカートリッジの迅速
な交換を販売店等に望むが、作業者の手配やストックし
ているカートリッジの型式等の点から、必ずしもユーザ
ーの要望を満足させることができない場合があり、カー
トリッジの交換依頼に対して即応体制をとるには、交換
作業員と交換用のカートリッジを全ての型式について用
意しておかなければならなくなる。また、この場合で
も、ユーザーからカートリッジの交換依頼がある度に、
ユーザー間あるいはユーザーとカートリッジを保管して
いる倉庫との間を往復しなければならず、日々の配送計
画が事前に立てられず、非能率となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、純水製造装置に装備される電気伝導率計等
の計器の見張りを怠ると、水質の低下した水を供給する
ことになり、急にカートリッジの交換を依頼しても、直
ちにカートリッジの交換はできず、その間純水を使用し
た作業工程がストップするという問題を解決するところ
にある。

【０００９】また、カートリッジの交換を依頼された者
は、迅速な対応をするには、常時作業員を待機させ全て
の型式のカートリッジをストックしておかなければなら
ないことになるが、かかる方式は経済的な負担が大きい
ので、この負担を軽減することに本発明のもう一つの課
題がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の課題を
解決するための手段は、特許請求の範囲の各請求項に記
載した通りであり、例えば請求項１の発明のカートリッ
ジ型純水製造装置は、イオン交換樹脂を筒状の容器に充
填したカートリッジの二つと、これら二つのカートリッ
ジに対して被処理水を通水できるように接続される被処
理水の通水配管系と、これら二つのカートリッジで処理
された処理水を外部に給水できるように接続される処理
水の供給配管系と、前記通水配管系から供給配管系への
通水を前記二つのカートリッジのいずれか一方を経由し
て行うことを切替可能とするバルブ切替手段とを備え、
各カートリッジは、前記通水配管系及び供給配管系に対
して個々に取り外し−再接続可能に設けられているカー
トリッジ型純水製造部、前記供給配管系に通水される処
理水の水質を検出する水質センサーと、この水質センサ
ーにより処理水の水質不良が検出されたときに、前記バ
ルブ切替手段を自動的に切替動作させるバルブ切替信号
を出力する制御手段とを備え、該制御手段には、バルブ
切替信号の出力後所定の遅延時間が経過するまでの間
は、前記水質センサーにより水質不良が検出されても次
のバルブ切替信号の出力をさせないようにするための遅
延回路を設けた制御部、とを有することを特徴とする。

【００１１】また、請求項２の発明のカートリッジ型純
水製造装置は、前記のカートリッジ型純水製造部、及
び、前記二つのカートリッジの通水状態をそれぞれ検知
する流水検知手段と、供給配管系に通水される処理水の
水質を検出する水質センサーと、この水質センサーによ
り処理水の水質不良が検出されたときに、前記バルブ切
替手段を自動的に切替動作させるバルブ切替信号を出力
する制御手段とを備え、該制御手段には、中断したカー
トリッジに対する通水の再開後所定の遅延時間が経過す
るまでの間は、通水されているカートリッジからの処理
水の水質不良が検出されても次のバルブ切替信号の出力
をさせないようにするための遅延回路を設けた制御部を
有することを特徴とする。

【００１２】前記請求項１の発明によれば、第１の（一
つの）カートリッジの純水製造能力が衰えて第２の（他
の）カートリッジに切替えた際に、連続して純水の製造
が可能となり、しかもその際、切替の当初に新たに通水
されるカートリッジ内にある水質不良の水によって再び
カートリッジが切替える信号が出力される問題を防ぐこ
とができる。

【００１３】また請求項２の発明によれば、カートリッ
ジ型純水製造装置の使用を中断した際、これを再スター
トした時、まだカートリッジ内のイオン交換樹脂自体の
性能は未だ劣化していないにもかかわらず、処理水の水
質が一時的に低下するが、この一時的水質低下によりカ
ートリッジが切替わってしまうのを防ぐことができる。

【００１４】なお、カートリッジ型純水製造装置の複数
から電話回線等の通信回線を介して出力されるカートリ
ッジ交換情報をカートリッジ管理装置に入力可能とし、
入力された各カートリッジ型純水製造装置固有の情報に
基づいて交換カートリッジの配送計画等の作業手順を設
定可能とすることができる。このようにして切替え運転
されているカートリッジの交換を必要とする前に、使用
済みカートリッジの交換要求が行われるようにすれば、
カートリッジ管理装置を設置した代理店等により例えば
純水製造装置の販売、カートリッジの交換の配送計画を
無駄なく行える。

【００１５】

【実施例】図１は本発明によるカートリッジ型純水製造
装置の第１実施例を示すブロック図である。

【００１６】１はイオン交換樹脂が充填された主カート
リッジ、２は主カートリッジ１と同様にイオン交換樹脂
が充填された予備カートリッジで、夫々水道水等の被処
理水のインレットポートと、イオン交換処理により精製
された純水を外部に給水する給水口等が設けられてお
り、不図示の架台等に取り外し可能に例えば並列して取
り付けられる。３は主カートリッジ１のインレットポー
トに取り外し可能に接続される主入口弁、４は予備カー
トリッジ２のインレットポートに取り外し可能に接続さ
れる予備入口弁で、水道水等の被処理水管５から分岐し
た分岐管５Ａ、５Ｂに接続されており、常時は共に開弁
状態としている。

【００１７】６は例えばモータや電磁ソレノイド等の駆
動手段６Ａにより２方向切替弁６Ｂを切替える自動切替
弁装置で、後記する制御装置により該駆動手段６Ａを駆
動制御して、２方向切替弁６Ｂの切替が行われる。２方
向切替弁６Ｂの一方のインレットポートは、主カートリ
ッジ１の主給水口と接続管等を介して取り外し可能に接
続され、他方のインレットポートは、予備カートリッジ
２の予備給水口と接続管等を介して取り外し可能に接続
されている。

【００１８】すなわち、主入口弁３及び予備入口弁４は
共に開放状態にあるため、自動切替弁装置６の切替弁６
Ｂを例えば主カートリッジ１側に切替えると、被処理水
管５の水道水は主カートリッジ１に供給され、イオン交
換処理によって精製された純水が切替弁６Ｂの出口側か
ら給水管７を通って供給される。同様に、切替弁６Ｂを
予備カートリッジ２側に切替えると、被処理水管５の水
道水は予備カートリッジ２により処理され、給水管７を
通って供給される。

【００１９】従って、自動切替弁装置６を駆動制御する
ことにより、主カートリッジ１の精製能力が衰えると、
予備カートリッジ２側に切替弁６Ｂを切替えれば、主カ
ートリッジ１に代わって予備カートリッジ２により純水
の製造が行われ、その間に主カートリッジ１を新しいカ
ートリッジに交換すれば良いことになる。

【００２０】カートリッジの精製能力の衰えの検出は、
公知の電気伝導率計であるセル（コンダクティビティー
セル）８により行っており、製造された純水を供給する
給水管７中にこのセル８を設けている。セル８の検出情
報は制御装置１０に出力されて、以下に述べる動作を実
行する。

【００２１】図２は制御装置１０のブロック図を示して
いる。

【００２２】１２はセル８で検出した導電率を電圧に変
換する変換回路、１３は変換回路１２から出力される導
電率情報と、可変抵抗器１４により設定された警報導電
率情報とを比較するコンパレータで、変換回路１２から
の測定した処理水の導電率の値が設定した値を越えると
水質不良と判断し、水質不良信号を第１アンドゲート１
５の一方の入力部に出力する。また第１アンドゲート１
５の他方の入力部には第２アンドゲート１６から、純水
製造装置が実際に水処理を開始したことを示す実処理開
始信号が出力される。つまり、カートリッジ内のイオン
交換樹脂自体の性能は未だ劣化していないが、非処理時
においてカートリッジ内に滞留している水は水質が低下
する傾向にあり、例えば給水管７側に設けられている不
図示の純水供給バルブを開いて水処理を開始させると、
カートリッジ内に滞留していた全ての不純な処理水が出
つくすまで、セル８は高い値の導電率を検知することに
なる。このため、直ちにイオン交換樹脂の性能が劣化し
純水の精製能力が衰えたと判断して、例えば音声式の警
報器１７に警報の出力を指示することは誤報となる。

【００２３】そこで、カートリッジへの通水開始から、
上記した不純な処理水が出つくすまでの間に、第１のア
ンドゲート１５から水質不良信号が出力しないように、
第２のアンドゲート１６の一方の入力部に遅延回路１８
を設け、この遅延時間の間は第２のアンドゲート１６か
ら実処理開始信号が出力されないようにしている。

【００２４】すなわち、切替えられた予備カートリッジ
２への通水が開始されと、フロースイッチ１１がオン
し、変換回路１２、コンパレータ１３、遅延回路１８等
の全ての回路が不図示の電源電池により起動され、遅延
回路１８は設定された遅延時間の間、レベル「Ｌ」の信
号を第２のアンドゲート１６に出力する。また、フロー
スイッチ１１のオンと同時に第２のアンドゲート１６に
はレベル「Ｈ」の信号が出力されるが、該遅延時間の間
は、第２のアンドゲート１６からはレベル「Ｌ」の信号
が出力され、実際にイオン交換樹脂の性能通りの精製が
行われることを示すレベル「Ｈ」の実処理開始信号は、
この遅延時間が経過するまで出力されない。

【００２５】一方、フロースイッチ１１のオンと同時
に、コンパレータ１３はセル８により検知した処理水の
導電率と、設定した導電率値との比較を行い、検出値が
設定値を越えると、レベル「Ｈ」の水質不良の信号を第
１のアンドゲート１５に出力するが、前述した遅延時間
の間、第２のアンドゲート１６からはレベル「Ｌ」の信
号が第１のアンドゲート１５に出力されるため、第１の
アンドゲート１５からはその間水質良を示すレベル
「Ｌ」の信号が出力されることになり、コンパレータ１
３は水質不良であると判断したが、この時間内に供給さ
れる処理水は実際のイオン交換樹脂の性能通りに処理さ
れたものではないとし、警報器１７、自動切替弁装置６
の駆動回路１９及び後記する電話回線用通信出力手段２
０へは水質不良を示すレベル「Ｈ」の信号を出力しない
ようにしている。

【００２６】そして、遅延回路１８で設定される遅延時
間が経過すると、第２のアンドゲート１６からはレベル
「Ｈ」の実処理開始信号が第１のアンドゲート１５に出
力されることになり、これからはコンパレータ１３の出
力に応じて、第１のアンドゲート１５から水質良を示す
レベル「Ｌ」の信号、あるいは水質不良を示すレベル
「Ｈ」の信号が警報器１７、駆動回路１９及び出力手段
２０に出力されることになる。

【００２７】水処理の開始から所定の遅延時間が経過し
た後、コンパレータ１３が水質不良となったことを判断
すると、警報器１７が例えば音声出力により所定の警報
を発し、駆動回路１９は、使用するカートリッジを主カ
ートリッジから予備カートリッジへ切替えるために切替
弁６Ｂを「主」から「予備」に切替える。また、予備側
のカートリッジを使用している場合には、逆に「予備」
から「主」に切替弁６Ｂを切替えるように駆動手段６Ａ
を駆動する。

【００２８】したがって、以後は充分な処理能力を備え
た新しい予備カートリッジ２により純水の製造が行われ
ることになるが、切替を指示する第１のアンドゲート１
５からの信号により遅延回路１８の動作が開始される。

【００２９】次に、出力手段例えばモデム２０に水質不
良信号であるレベル「Ｈ」の信号が出力されると、自動
的に電話回線を介して、カートリッジの交換を取り扱う
代理店のコンピュータ等からなるカートリッジ管理装置
にカートリッジ交換の要求をインプットする。

【００３０】使用者側の純水製造装置に設けられている
モデム２０からは、さらにユーザー識別子、カートリッ
ジの型式等のデータが出力され、代理店側のカートリッ
ジ管理装置では受付の日時（水質不良となった日時を示
すデータとなる）と共に、これらのデータがインプット
される。

【００３１】代理店のカートリッジ管理装置には、契約
している使用者から出力手段を介して直接カートリッジ
交換要求（以下カートリッジ交換情報と称す）がインプ
ットされることになり、例えば数日単位、あるいは週単
位等でカートリッジの配送計画がカートリッジ管理装置
により実行される。

【００３２】カートリッジ管理装置は、時々刻々入力さ
れるカートリッジ交換情報を以下の手順に従って整理
し、１回の配送で効率よくカートリッジストック倉庫と
使用者と、カートリッジの再生処理工場との間を移動す
るルートを決定する。

【００３３】すなわち、カートリッジの型式や、今まで
のデータ等から予測される予備カートリッジの精製能力
が衰えるまでの間に、地域的にまとまった使用者を選び
出し、一回の配送で運ぶことのできるカートリッジの量
に合わせて、最短距離で順次配送できる地理的に有利な
ルートを演算し、これをプリントアウトする。

【００３４】したがって、代理店ではプリントアウトさ
れたデータに基づいて、配送当日までに必要なカートリ
ッジの手配を行い、プリントアウトされた配送計画に従
ってユーザーをカートリッジ交換のために訪問すれば良
いことになる。

【００３５】このようにユーザー側に配置した出力手段
により自動的にカートリッジの交換を代理店等に知ら
せ、同時に予備カートリッジへ自動的に切替ることがで
きるので、使用者が警報等に気が付かなくても、直ちに
カートリッジの交換依頼が行われることになり、また引
き続き予備カートリッジによる純水の製造が実行される
ため、使用者にとっては純水の使用が確保され、予備カ
ートリッジの精製能力が衰えるまでにダウンしたカート
リッジの交換が行われれば良いという安心感が得られる
ことになる。

【００３６】一方、代理店等のカートリッジ取扱部門で
は、電話によるカートリッジの取り次ぎにその都度応対
する必要がなくなり、ユーザーに間違った型式のカート
リッジを届けるといった間違いがないばかりでなく、綿
密な配送計画を行うことができ、全ての型式のカートリ
ッジをいつもストックする必要がなくなる。

【００３７】図３は第２実施例を示すブロック図であ
る。

【００３８】上記した第１実施例は、２方向切替弁装置
６を用いて主カートリッジ１と予備カートリッジ２とを
切替えるようにしているが、本実施例は主カートリッジ
１と予備カートリッジ２毎に制御装置１０により操作さ
れる主開閉弁３０と予備開閉弁３１とを設けている。

【００３９】図４は第３実施例を示すブロック図であ
る。

【００４０】本実施例は、主カートリッジ１と予備カー
トリッジ２の夫々に、上記した制御装置と略同機能を有
する主制御装置４１と、予備制御装置４２とを専用に設
けており、例えば既存の１筒のカートリッジに対してセ
ル８、フロースイッチ１１、及び警報用等の制御装置を
有するカートリッジ型純水製造装置を更に１基増設する
ことにより、マイナーな変更で上記の実施例と同様に主
カートリッジ１と予備カートリッジ２との切替をできる
ようにしたものである。

【００４１】このために、本実施例は主カートリッジ１
用の主開閉弁３０と、予備カートリッジ２用の予備開閉
弁３１の交互開閉を指示する指示信号を、主制御装置４
１と予備制御装置４２との間で交信するようにしてお
り、例えば主カートリッジ１の精製能力に衰えが生じた
と主制御装置４１が判断すると、主制御装置４１は主カ
ートリッジ切替信号４３を予備制御装置４２に出力し、
同時に主開閉弁３０を閉弁すると共に、出力手段を介し
てカートリッジ交換情報を出力する。一方、予備制御装
置４２は主カートリッジ切替信号４３の入力により、予
備カートリッジ２内に被処理水を通水すべく予備開閉弁
３１を開弁する。

【００４２】また、主カートリッジ１の交換後に、予備
カートリッジ２の精製能力が衰えると、予備制御装置４
２は予備カートリッジ切替信号４４を主制御装置４１に
出力し、同様の処理が行われる。

【００４３】図５は第４実施例を示すブロック図であ
る。

【００４４】上記した各実施例は、フロースイッチ１１
により被処理水の通水を検知すると制御装置をオンし、
所定の遅延時間経過後にセル８により検知した導電率が
所定値よりも大きいと、現在使用している方のカートリ
ッジの精製能力が衰えたと判断しているが、本実施例で
はフロースイッチに代えて流量計であるフローメータ５
０を用い、被処理水の流量を制御装置５１により積算
し、使用するカートリッジの精製能力が衰える処理流量
に達すると、例えば図１に示す切替弁装置６、あるいは
図３、図４の開閉弁３０、３１を制御するようにしてい
る。

【００４５】このフローメータ５０は公知のパルス発信
式のもので、制御装置５１は所定時間の間に１又は数パ
ルスを検知しない場合には処理水が通水しない非処理時
であると判断し、その後パルスを検知すると上記の各実
施例と同様に所定の遅延時間の間は、セル８からの情報
は無視し、この遅延時間の経過後にセル８からの情報が
上記の各実施例と同様に所定値を越えると、予め設定し
ている処理流量に達する前に精製能力が衰えたと判断
し、カートリッジの切替、及び出力手段からカートリッ
ジ交換情報を出力する。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のカートリッ
ジ型純水製造装置によれば、以下のような効果が得られ
る。 （１）通水中断後の再スタート時等の一時的な水質低下
の場合は、誤報でカートリッジが切り替わることを防ぐ
ことができる。 （２）一つの（第１の）カートリッジの純水精製能力が
衰えても、自動的に十分な精製能力のある新品あるいは
再生済の他の（第２の）カートリッジに切り替わり、継
続した純水の供給を確保することができる。 （３）また、音声等の報知手段によってカートリッジの
交換時期に達したことを知らせることができる。 （４）カートリッジ交換情報を電話線等によって、カー
トリッジの交換を行う代理店等に自動的に連絡するよう
にすれば、交換カートリッジの配送計画を合理的に作成
することができる。 （５）一つの（第１の）カートリッジから他の（第２
の）カートリッジへ切り替わる際、切替わり初期にカー
トリッジ内の水が入れ替わるまでは、誤報でカートリッ
ジが切り替わることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカートリッジ型純水製造装置の第
１実施例を示すブロック図。

【００４８】

【図２】図１の制御装置のブロック図。

【００４９】

【図３】カートリッジ型純水製造装置の第２実施例を示
すブロック図。

【００５０】

【図４】カートリッジ型純水製造装置の第３実施例を示
すブロック図。

【００５１】

【図５】カートリッジ型純水製造装置の第４実施例を示
すブロック図。

【００５２】

【符号の説明】

１…主カートリッジ ８…セル ２…予備カートリッジ １０…制御装
置 ３…主入口弁 １１…フロー
スイッチ ４…予備入口弁 １３…コンパ
レータ ５…被処理水管 １５…第１の
アンドゲート ５Ａ、５Ｂ…分岐管 １６…第２の
アンドゲート ６…自動切替弁装置 １７…警報器 ６Ａ…駆動手段 １８…遅延回
路 ６Ｂ…切替弁 １９…駆動回
路 ７…給水管 ２０…出力手
段

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン交換樹脂を筒状の容器に充填した
   カートリッジの二つと、これら二つのカートリッジに対
   して被処理水を通水できるように接続される被処理水の
   通水配管系と、これら二つのカートリッジで処理された
   処理水を外部に給水できるように接続される処理水の供
   給配管系と、前記通水配管系から供給配管系への通水を
   前記二つのカートリッジのいずれか一方を経由して行う
   ことを切替可能とするバルブ切替手段とを備え、各カー
   トリッジは、前記通水配管系及び供給配管系に対して個
   々に取り外し−再接続可能に設けられているカートリッ
   ジ型純水製造部、 前記供給配管系に通水される処理水の水質を検出する水
   質センサーと、この水質センサーにより処理水の水質不
   良が検出されたときに、前記バルブ切替手段を自動的に
   切替動作させるバルブ切替信号を出力する制御手段とを
   備え、該制御手段には、バルブ切替信号の出力後所定の
   遅延時間が経過するまでの間は、前記水質センサーによ
   り水質不良が検出されても次のバルブ切替信号の出力を
   させないようにするための遅延回路を設けた制御部、と
   を有することを特徴とするカートリッジ型純水製造装
   置。
2. 【請求項２】 イオン交換樹脂を筒状の容器に充填した
   カートリッジの二つと、これら二つのカートリッジに対
   して被処理水を通水できるように接続される被処理水の
   通水配管系と、これら二つのカートリッジで処理された
   処理水を外部に給水できるように接続される処理水の供
   給配管系と、前記通水配管系から供給配管系への通水を
   前記二つのカートリッジのいずれか一方を経由して行う
   ことを切替可能とするバルブ切替手段とを備え、各カー
   トリッジは、前記通水配管系及び供給配管系に対して個
   々に取り外し−再接続可能に設けられているカートリッ
   ジ型純水製造部、 前記二つのカートリッジの通水状態をそれぞれ検知する
   流水検知手段と、供給配管系に通水される処理水の水質
   を検出する水質センサーと、この水質センサーにより処
   理水の水質不良が検出されたときに、前記バルブ切替手
   段を自動的に切替動作させるバルブ切替信号を出力する
   制御手段とを備え、該制御手段には、中断したカートリ
   ッジに対する通水の再開後所定の遅延時間が経過するま
   での間は、通水されているカートリッジからの処理水の
   水質不良が検出されても次のバルブ切替信号の出力をさ
   せないようにするための遅延回路を設けた制御部、とを
   有することを特徴とするカートリッジ型純水製造装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、流水検知手段は水の
   流れを検知するとオンするフロースイッチであることを
   特徴とするカートリッジ型純水製造装置。
4. 【請求項４】 請求項２において、流水検知手段は流量
   計であることを特徴とするカートリッジ型純水製造装
   置。
5. 【請求項５】 請求項４において、制御手段の遅延回路
   は、流量計からの情報に基づいて積算流量が所定流量に
   達するまでを、遅延時間とすることを特徴とするカート
   リッジ型純水製造装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、制御
   手段の遅延回路に設定されている遅延時間は、少なくと
   もバルブ切替手段により切替動作された後に通水された
   カートリッジ内の水が新たな被処理水に入れ替わるのに
   必要な時間であることを特徴とするカートリッジ型純水
   製造装置。