JP3662703B2 - 食塩水を消費する処理槽に適用される軟水器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は食塩水を消費する処理槽(例えば、電解水生成装置の電解処理槽または冷塩水処理機の冷塩水貯留処理槽)に給水される水を軟水化処理するために組付けられる軟水器。
【0002】
【従来の技術】
市販の再生可能な軟水器は、被処理水供給通路、食塩水供給通路、導出通路及び排水通路を備えるとともに、流入通路及び流出通路を有し陽イオン交換樹脂を収容するイオン交換槽を備え、また前記食塩水供給通路に接続され前記陽イオン交換樹脂を再生するための食塩水を収容する貯留槽を備えるとともに、前記被処理水供給通路、食塩水供給通路、導出通路及び排水通路と前記流入通路及び流出通路の連通接続を切り替える切換手段を備えていて、イオン交換モードにて前記被処理水供給通路と前記流入通路を連通接続させるとともに前記導出通路と前記流出通路を連通接続させて前記被処理水供給通路から前記流入通路と前記流出通路を通して前記導出通路に流れる被処理水を前記イオン交換槽にて軟水化処理し、またイオン再生モードにて少なくとも前記食塩水供給通路と前記流出通路を連通接続させるとともに前記流入通路と前記排水通路を連通接続させて前記食塩水供給通路から前記流出通路と前記流入通路を通して前記排水通路に流れる食塩水により前記イオン交換槽内の陽イオン交換樹脂を再生処理するように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、市販の再生可能な軟水器は、陽イオン交換樹脂を再生するための食塩水を収容する専用の貯留槽を備えるとともに、前記被処理水供給通路、食塩水供給通路、導出通路及び排水通路と前記流入通路及び流出通路の連通接続を切り替える切換手段を独自に制御する制御装置を備えている。このため、当該軟水器はそれ自体かなりの大型のものであってその製造コストが高く、当該軟水器を電解水生成装置や冷塩水処理機等の機器に付設すると、当該機器が大型になって製造コストが増大する。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記の問題に対処するため、本発明の一実施形態においては、被処理水供給通路、食塩水供給通路、導出通路及び排水通路を備えるとともに、流入通路及び流出通路を有し陽イオン交換樹脂を収容するイオン交換槽を備え、また前記被処理水供給通路、食塩水供給通路、導出通路及び排水通路と前記流入通路及び流出通路の連通接続を切り替える切換手段を備えて、イオン交換モードにて前記被処理水供給通路と前記流入通路を連通接続させるとともに前記導出通路と前記流出通路を連通接続させて前記被処理水供給通路から前記流入通路と前記流出通路を通して前記導出通路に流れる被処理水を前記イオン交換槽にて軟水化処理し、イオン再生モードにて少なくとも前記食塩水供給通路と前記流出通路を連通接続させるとともに前記流入通路と前記排水通路を連通接続させて前記食塩水供給通路から前記流出通路と前記流入通路を通して前記排水通路に流れる食塩水により前記イオン交換槽内の陽イオン交換樹脂を再生処理するように構成した再生可能な軟水器において、食塩水を貯留する食塩水貯留槽に前記食塩水供給通路を接続し、また前記食塩水貯留槽から供給される食塩水を消費する処理槽への給水通路の上流部に前記被処理水供給通路を接続するとともに下流部に前記導出通路を接続したことを特徴とする軟水器が提供される。なお、本発明の実施にあたって、前記処理槽は電解水生成装置の電解処理槽または冷塩水処理槽機の冷塩水貯留処理槽であってもよい。
【0005】
【発明の作用・効果】
本発明による軟水器においては、軟水器をイオン交換モードとすることにより、切換手段にて被処理水供給通路と流入通路を連通接続させるとともに導出通路と流出通路を連通接続させて、被処理水供給通路から流入通路と流出通路を通して導出通路に流れる被処理水をイオン交換槽にて軟水化処理することができる。また、軟水器をイオン再生モードとすることにより、切換手段にて少なくとも食塩水供給通路と流出通路を連通接続させるとともに流入通路と排水通路を連通接続させて、食塩水貯留槽内の食塩水を食塩水供給通路から流出通路を通してイオン交換槽内へ供給し更に流入通路及び排水通路を通してイオン交換槽外へ排出することができて、イオン交換槽に収容されている陽イオン交換樹脂を食塩水にて再生することができる。
【0006】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した軟水器においては、イオン再生モードにて陽イオン交換樹脂の再生液として、処理槽にて消費される食塩水を貯留する食塩水貯留槽内の食塩水が使用される。このため、陽イオン交換樹脂の再生専用の食塩水を収容する容器が不要であり、同容器を装備した市販の軟水器を採用する場合に比較して、当該軟水器を付設した機器が小型となって設置すべき占用空間が小さくなり、またコストの低減を図ることができる。また、当該軟水器を付設する機器が備える制御装置によって当該軟水器の切換手段をも切り換え制御することができるため、当該軟水器に独自の制御装置が不要であり、一層のコストの低減を図ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1実施形態を示していて、この実施形態は電解処理槽11、食塩水貯留槽12、制御装置13、直流電源14等を備える電解水生成装置に軟水器20を付設したもので、電解処理槽11に所定濃度の希薄食塩水を供給する給水通路15の主管路15aに軟水器20が介装されている。給水通路15は、主管路15aと、同主管路15aから分岐する一対の分岐管路15b,15cによって構成されていて、主管路15aには塩濃度センサ15dと流量センサ15eが介装され、また各分岐管路15b,15cには手動式の流量調整弁15f,15gがそれぞれ介装されている。なお、流量センサ15eは、流量の異常を検出するために設けられていて、各流量調整弁15f,15gの下流にそれぞれ設けて実施することも可能である。
【0008】
電解処理槽11は、槽本体11aの内部をイオン透過能を有する隔膜11bにて区画されていて、陽極11cを収容する陽極室11dと陰極11eを収容する陰極室11fが形成されている。また、陽極11cおよび陰極11eは直流電源14の正極および負極に接続されている。これにより、給水通路15を通して所定濃度の希薄食塩水が電解処理槽11の各電極室11d,11fに供給されると、電解処理槽11内にて有隔膜電解がなされ、陽極室11dでは次亜塩素酸を主要成分とする酸性水が生成され、かつ陰極室11fでは水酸化ナトリウムを主要成分とするアルカリ性水が生成される。なお、生成された酸性水およびアルカリ性水は各流出管路11g,11hを介して電解処理槽11の外部へ流出される。
【0009】
食塩水貯留槽12は、食塩Sを網12aに入れて収容するとともに、水道管19から電磁式常閉型の開閉弁16aを通して原水供給管路16に供給される水道水が食塩Sに向けて供給されるように構成されていて、内部には飽和食塩水が収容されるようになっている。開閉弁16aの開閉作動は、食塩水貯留槽12に設けた水位センサ(図示省略)の検出信号に基づいて制御装置13により制御されるようになっていて、食塩水貯留槽12内に収容される飽和食塩水の量(水位)が所定範囲に維持されるようになっている。
【0010】
また、食塩水貯留槽12内の飽和食塩水は、定量供給ポンプ17aを介装した濃食塩水供給管路17を通して、電磁式常閉型の開閉弁18aを通して水道管19から原水供給管路18に供給される水道水に、供給されるように構成されていて、定量供給ポンプ17aが主管路15aに介装した塩濃度センサ15dの検出信号に基づいて制御装置13によりフィードバック制御されることにより、濃食塩水供給管路17を通して供給される飽和食塩水と原水供給管路18を通して供給される水道水が主管路15aの上流側端部15a1にて混合されて所定濃度の希薄食塩水に調製されるようになっている。
【0011】
軟水器20は、再生可能な軟水器であり、図1及び図2に示したように、主管路15aの上流側端部15a1に接続された被処理水供給通路21a、食塩水貯留槽12に接続管29aを介して接続された食塩水供給通路21b、下流側の主管路15aに接続された導出通路21c及び排水管29bに接続された排水通路21dを備えるとともに、流入通路22a及び流出通路22bを有しナトリウムイオン交換型の陽イオン交換樹脂22cを収容するイオン交換槽22を備えている。
【0012】
また、軟水器20は、被処理水供給通路21a、食塩水供給通路21b、導出通路21c及び排水通路21dと流入通路22a及び流出通路22bの連通接続を切り替える切換手段としての4方切換弁23aと開閉弁23b,23cを備えている。4方切換弁23a及び開閉弁23b,23cは制御装置13によって制御されるものであり、制御装置13によってイオン交換モードとされると、4方切換弁23aが被処理水供給通路21aと流入通路22aを連通接続させ4方切換弁23aと開閉弁23bを接続する接続通路21eと排水通路21dの連通を遮断させる状態に切り換えられるとともに、両開閉弁23b,23cが閉じて流出通路22bが導出通路21cにのみ連通する状態となり、また制御装置13によってイオン再生モードとされると、4方切換弁23aが被処理水供給通路21aと接続通路21eを連通接続させ流入通路22aと排水通路21dを連通接続させる状態に切り換えられるとともに、両開閉弁23b,23cが開いて流出通路22b及び導出通路21cに食塩水供給通路21b及び接続通路21eが連通接続される状態となる。
【0013】
このため、イオン交換モードでは、被処理水供給通路21aから流入通路22a及び流出通路22bを通して導出通路21cに流れる希薄食塩水(被処理水)がイオン交換槽22の陽イオン交換樹脂22cにて軟水化処理され、またイオン再生モードでは、被処理水供給通路21aから接続通路21eと導出通路21cを通して流出通路22bに希薄食塩水が流れて、この希薄食塩水の流れによって食塩水供給通路21bから飽和食塩水が吸引充填されて、濃食塩水が流出通路22bと流入通路22aを通して排水通路21dに流れ、この濃食塩水の流れによりイオン交換槽22内の陽イオン交換樹脂22cが再生処理される。なお、本実施形態においては、イオン再生モードでも導出通路21cを通して主管路15aに希薄食塩水が流れるように構成したが、このイオン再生モードでは、食塩水供給通路21bから流出通路22bに濃食塩水が流れる構成のみが必須であり、主管路15aに希薄食塩水が流れないように構成して実施することも可能である。
【0014】
制御装置13は、マイクロコンピュ−タおよび各駆動回路を主要構成部品とするもので、塩濃度センサ15d、流量センサ15e、定量供給ポンプ17a、開閉弁16a,18a及び直流電源14にそれぞれ接続されるとともに、軟水器20内の4方切換弁23a及び開閉弁23b,23cにそれぞれ接続されていて、制御プログラムに基づいて、定量供給ポンプ17aの駆動、開閉弁16a,18aの開閉動作及び各電極11c,11eに付与する電気量を制御するとともに、4方切換弁23aの切り換え動作及び開閉弁23b,23cの開閉動作を制御するようになっている。
【0015】
上記のように構成した本実施形態においては、イオン交換モードでの電解生成運転時、開閉弁18aが開かれるとともに塩濃度センサ15dの検出信号に基づいて定量供給ポンプ17aの駆動が制御され、また軟水器20にて4方切換弁23aが被処理水供給通路21aと流入通路22aを連通接続させるとともに接続通路21eと排水通路21dの連通を遮断させる状態に切り換えられるとともに、両開閉弁23b,23cが閉じて流出通路22bが導出通路21cにのみ連通する状態となる。
【0016】
このため、主管路15aの上流側端部15a1にて混合されて調製された所定濃度の希薄食塩水が軟水器20の被処理水供給通路21aから流入通路22a及び流出通路22bを通して導出通路21cに流れる過程にてイオン交換槽22の陽イオン交換樹脂22cにより軟水化処理され、主管路15aから各分岐管路15b,15cと各流量調整弁15f,15gを通して電解処理槽11の陽極室11dおよび陰極室11fに供給される。電解処理槽11では制御装置13の制御下にて有隔膜電解が行われ、陽極室11dでは酸性水が生成されて流出管路11gから流出され、陰極室11fではアルカリ性水が生成されて流出管路11hから流出される。
【0017】
一方、イオン再生モードでの電解生成運転時には、開閉弁18aが開かれるとともに塩濃度センサ15dの検出信号に基づいて定量供給ポンプ17aの駆動が制御され、また軟水器20にて4方切換弁23aが被処理水供給通路21aと接続通路21eを連通接続させ流入通路22aと排水通路21dを連通接続させる状態に切り換えられるとともに、両開閉弁23b,23cが開いて流出通路22b及び導出通路21cに食塩水供給通路21b及び接続通路21eが連通接続される状態となる。
【0018】
このため、このため、主管路15aの上流側端部15a1にて混合されて調製された所定濃度の希薄食塩水が軟水器20の被処理水供給通路21aから接続通路21e及び導出通路21cを通して軟水化処理されることなく主管路15aから各分岐管路15b,15cと各流量調整弁15f,15gを通して電解処理槽11の陽極室11dおよび陰極室11fに供給されて、電解処理槽11にて上述したのと同様に有隔膜電解が行われるとともに、被処理水供給通路21aから接続通路21eと導出通路21cを通して流出通路22bに希薄食塩水が流れて、この希薄食塩水の流れによって食塩水供給通路21bから飽和食塩水が吸引充填されて、濃食塩水が流出通路22bと流入通路22aを通して排水通路21dに流れ、この濃食塩水の流れによりイオン交換槽22内の陽イオン交換樹脂22cが再生処理される。
【0019】
ところで、本実施形態においては、上述した陽イオン交換樹脂22cの再生時における再生液として、電解処理槽11にて消費される食塩水を貯溜する食塩水貯留槽12内の食塩水が使用される。このため、陽イオン交換樹脂22cの再生専用の食塩水を収容する容器が不要であり、同容器を装備した市販の軟水器を採用する場合に比較して、当該軟水器20を付設した電解水生成装置が小型となって設置すべき占用空間が小さくなり、またコストの低減を図ることができる。また、電解水生成装置が備える制御装置13によって当該軟水器20の切換手段(4方切換弁23aと開閉弁23b,23c)をも切り換え制御することができるため、当該軟水器20に独自の制御装置が不要であり、一層のコストの低減を図ることができる。
【0020】
図3は本発明の第2実施形態を示していて、この実施形態の電解水生成装置と図1に示した電解水生成装置とは、電磁式常閉型の開閉弁31aを介装した原水供給管路31を通して水道管19から給水される水道水と食塩水貯留槽12内の飽和食塩水が希塩水貯留槽32に供給されて所定濃度の希薄食塩水に調製される構成、および希塩水貯留槽32内の所定濃度の希薄食塩水が主管路15aに介装した供給ポンプ15hによって電解処理槽11に供給される構成を除き、同一に構成されている。
【0021】
図3に示した電解水生成装置においては、希塩水貯留槽32に設けた塩濃度センサ33の検出信号に基づいて、濃食塩水供給管路34に介装したピンチバルブ34aと原水供給管路31に介装した電磁式常閉型の開閉弁31aが制御装置13によりフィードバック制御されるようになっていて、これによって希塩水貯留槽32内にて所定濃度の希薄食塩水が調製されるようになっている。また、希塩水貯留槽32に設けた水位センサ(図示省略)と制御装置13によって開閉弁31aとピンチバルブ34aが制御されて、希塩水貯留槽32に収容される希塩水の量(水位)が所定範囲に維持されるようになっている。なお、その他の構成及び作動は図1に示した電解水生成装置と実質的に同じであるため、同一符号を付して説明は省略する。
【0022】
図1及び図3に示した電解水生成装置においては、主管路15aに軟水器20を配設して軟水器20が希薄食塩水(すなわち水道水及び食塩S)に含まれるカルシウム、マグネシウム等を取り除いて軟水化処理するように構成したが、食塩Sに含まれるカルシウム、マグネシウム等が微量で問題とならない場合には、図4及び図5に示した第3実施形態及び第4実施形態の電解水生成装置のように、水道管19に軟水器20を配設して軟水器20が水道水に含まれるカルシウム、マグネシウム等を取り除いて軟水化処理するように構成して実施することも可能である。なお、図4及び図5に示した各電解水生成装置においては、軟水器20より上流の水道管19に電磁式常閉型の開閉弁19aを介装した構成を除いて、図1及び図3に示した各電解水生成装置と実質的に同じであるため、同一符号を付して説明は省略する。
【0023】
図1〜図5に示した上記各実施形態においては、本発明を電解水生成装置に実施した例を説明したが、本発明は食塩水を消費する処理槽に給水される水を軟水化処理する必要がある各種機器にて上記実施形態と同様にまたは適宜変更して実施し得るものであり、例えば図6に示した第5実施形態の冷塩水処理機における冷塩水処理槽111に給水される食塩水を軟水化処理する場合にも同様に実施し得るものである。
【0024】
図6に示した冷塩水処理機においては、手動式の排水弁111aを備える冷塩水処理槽111に撹伴循環管路112とポンプ113が設けられるとともに、冷塩水処理槽111内の水を冷却するための冷却器114が設けられている構成、およびポンプ113と冷却器114に冷媒を供給する冷凍回路115が制御装置13によって制御される構成を除き、上記第1実施形態と同一に構成されているため、同一符号を付して説明は省略する。なお、図6の実施形態においては、軟水器20を主管路15aに配設したが、軟水器20の配設位置は適宜変更可能であり、撹伴循環管路112中に配設して実施することも可能である。
【0025】
また、上記各実施形態においては、軟水器20が図2に示した構成で、イオン再生モードでは、被処理水供給通路21aから接続通路21eと導出通路21cを通して流出通路22bに希薄食塩水または水道水が流れるとともに、この水に食塩水供給通路21bから飽和食塩水が吸引充填されて、濃食塩水が流出通路22bと流入通路22aを通して排水通路21dに流れ、この濃食塩水の流れによりイオン交換槽22内の陽イオン交換樹脂22cが再生処理されるようにしたが、食塩水供給通路21bにポンプを介装し、このポンプにより飽和食塩水を積極的に供給充填させるように構成して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1に示した軟水器の内部構成を示す概略構成図である。
【図3】本発明の第2実施形態を示す概略構成図である。
【図4】本発明の第3実施形態を示す概略構成図である。
【図5】本発明の第4実施形態を示す概略構成図である。
【図6】本発明の第5実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
11…電解処理槽、12…食塩水貯溜槽、13…制御装置、14…直流電源、15…給水通路、19…水道管、20…軟水器、21a…被処理水供給通路、21b…食塩水供給通路、21c…導出通路、21d…排水通路、21e…接続通路、22…イオン交換槽、22a…流入通路、22b…流出通路、22c…陽イオン交換樹脂、23a,23b,23c…4方切換弁,開閉弁,開閉弁(切換手段)。
Claims (3)
- 被処理水供給通路、食塩水供給通路、導出通路及び排水通路を備えるとともに、流入通路及び流出通路を有し陽イオン交換樹脂を収容するイオン交換槽を備え、また前記被処理水供給通路、食塩水供給通路、導出通路及び排水通路と前記流入通路及び流出通路の連通接続を切り替える切換手段を備えて、イオン交換モードにて前記被処理水供給通路と前記流入通路を連通接続させるとともに前記導出通路と前記流出通路を連通接続させて前記被処理水供給通路から前記流入通路と前記流出通路を通して前記導出通路に流れる被処理水を前記イオン交換槽にて軟水化処理し、イオン再生モードにて少なくとも前記食塩水供給通路と前記流出通路を連通接続させるとともに前記流入通路と前記排水通路を連通接続させて前記食塩水供給通路から前記流出通路と前記流入通路を通して前記排水通路に流れる食塩水により前記イオン交換槽内の陽イオン交換樹脂を再生処理するように構成した再生可能な軟水器において、食塩水を貯留する食塩水貯留槽に前記食塩水供給通路を接続し、前記食塩水貯留槽から供給される食塩水を消費する処理槽への給水通路の上流部に前記被処理水供給通路を接続するとともに下流部に前記導出通路を接続したことを特徴とする軟水器。
- 前記処理槽が電解水生成装置の電解処理槽であることを特徴とする請求項1記載の軟水器。
- 前記処理槽が冷塩水処理機の冷塩水貯留処理槽であることを特徴とする請求項1記載の軟水器。
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