JP3662704B2

JP3662704B2 - 軟水器の再生制御装置

Info

Publication number: JP3662704B2
Application number: JP05528397A
Authority: JP
Inventors: 喜則紙谷; 史幸堀
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2017-03-10
Also published as: JPH10249216A

Description

【０００１】
【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槽）に給水される水を軟水化処理するために配設される軟水器の再生制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水を軟水化処理する市販の再生可能な軟水器は、一般に食塩水が逆流供給されることにより再生されるように構成されていて、この再生のための食塩水を収容する貯留槽を備えるとともに、この貯留槽内の食塩水を逆流供給させる逆流給水手段と、この逆流給水手段を作動させる駆動手段を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
市販の再生可能な軟水器においては、再生のための食塩水を収容する専用の貯留槽を備えているため、当該軟水器はそれ自体かなりの大型なものであるとともに、コスト的にもかなり高いものであり、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、当該機器がかなり大型化するとともに、コストが増大する。また、軟水器を付設する機器に応じて再生作動の最適タイミングを設定させる必要があって煩わしいばかりか、再生作動の最適タイミングの設定を間違えるおそれがあり、軟水器の再生が的確に行われないことがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の問題に対処するため、給水源から供給される水に食塩水貯留槽から供給される飽和食塩水を混合して調整された希塩水を軟水化処理して処理槽に供給する軟水器において、当該軟水器に収納したイオン交換槽内に前記食塩水貯留槽内の飽和食塩水を逆流させて排水する逆流給水手段と、前記食塩水貯留槽内の飽和食塩水の消費量が所定量に達したことを検出する検出手段の検出信号に応答して前記逆流給水手段を作動させる制御手段を設けて、該制御手段の制御下にて前記食塩水貯留槽から逆流する飽和食塩水により前記イオン交換槽内の陽イオン交換樹脂が再生処理されるようにしたことを特徴とする軟水器の再生制御装置を提供するものである。
【０００５】
【発明の作用・効果】
本発明による軟水器の再生制御装置においては、食塩水貯留槽内の飽和食塩水の消費量が所定量に達したことを検出する検出手段の検出信号に応答して逆流給水手段を作動させるため、食塩水貯留槽内に補給された飽和食塩水が所定量消費される毎に逆流給水手段が自動的に作動することとなり、当該軟水器を付設する機器にて消費される食塩水の量に応じて軟水器の再生を自動的にかつ的確に行なうことができる。また、食塩水貯留槽内の飽和食塩水を使用して再生を行うものであるため、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。
【０００６】
また、本発明において、食塩水貯留槽内の飽和食塩水の消費量が所定量に達すると同時に逆流給水手段の作動を開始させるように前記制御手段を設定した場合には、常に最適なタイミングにて軟水器の再生を自動的にかつ的確に行うことができる。一方、食塩水貯留槽内の飽和食塩水の消費量が所定量に達した後に予め設定した時間帯（例えば、処理槽での処理が行われない夜間等の時間帯）にて前記逆流給水手段の作動を開始させるように前記制御手段を設定した場合には、処理槽での処理が行われない設定時間帯にて軟水器の再生を自動的にかつ的確に行うことができ、軟水器の再生時に処理槽にて処理が行われないタイプ（処理槽にて処理が行われない状態で軟水器の再生が行われるタイプ）の機器において、処理槽での処理効率を低下させることなく軟水器の再生を行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１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、食塩水を消費する電解処理槽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に設けた下限水位センサＬ１および上限水位センサＬ２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の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および図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および排水管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および流出通路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および排水通路２１ｄと流入通路２２ａおよび流出通路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および開閉弁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および導出通路２１ｃに食塩水供給通路２１ｂおよび接続通路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および流出通路２２ｂを通して導出通路２１ｃに流れる希薄食塩水がイオン交換槽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るとともに、この希薄食塩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、濃食塩水がイオン交換槽２２内を流出通路２２ｂと流入通路２２ａを通して逆流して排水通路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、両水位センサＬ１，Ｌ２、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および直流電源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および開閉弁２３ｂ，２３ｃにそれぞれ接続されていて、図３のフローチャートに対応したプログラムの実行により、定量供給ポンプ１７ａの駆動、開閉弁１６ａ，１８ａの開閉動作および各電極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の切り換え動作および開閉弁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、起動スイッチ（図示省略）の操作により制御装置１３内のマイクロコンピュータが図３のステップ１０１にてプログラムの実行を開始し、ステップ１０２にてイオン交換モードでの電解生成運転を実行する。このイオン交換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と流入通路２２ａを連通接続させ接続通路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の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および流出通路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では有隔膜電解が行われ、陽極室１１ｄにて酸性水が生成されて流出管路１１ｇから流出され、陰極室１１ｆにて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】
このイオン交換モードでの電解生成運転は、食塩水貯留槽１２内の飽和食塩水の水位が図１の仮想線にて示した下限水位にまで減少し、これを下限センサＬ１が検出するまで続行し、この下限センサＬ１の下限水位検出によりステップ１０３にて「ＹＥＳ」と判定されると、ステップ１０４にて制御装置１３が備えるタイマ（図示省略）がリセットスタートされたのち、ステップ１０５にてイオン再生モードでの電解生成運転を実行する。
【００１８】
この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および導出通路２１ｃに食塩水供給通路２１ｂおよび接続通路２１ｅが連通接続される状態となる。また、このときには、開閉弁１６ａが閉じた状態に保持される。
【００１９】
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の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および導出通路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、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、飽和食塩水がイオン交換槽２２内を流出通路２２ｂと流入通路２２ａを通して逆流して排水通路２１ｄに流れ、この飽和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。このとき陽イオン交換樹脂２２ｃの再生処理に利用される飽和食塩水は、図１の仮想線にて示した下限水位から接続管２９ａの下端開口に相当する水位までの間に収容されている水量であり、この水量が陽イオン交換樹脂２２ｃを確実に再生するに必要な最小量である。
【００２０】
このイオン再生モードでの電解生成運転は、ステップ１０４でのタイマのリセットスタートからの経過時間Ｔ１が設定時間ｔ１（適宜変更可能である）以上になるまで続行し、経過時間Ｔ１が設定時間ｔ１以上になると、ステップ１０６にて「ＹＥＳ」と判定されてステップ１０２に戻り、再びステップ１０２にてイオン交換モードでの電解生成運転を実行する。このステップ１０２の実行においては、先に詳述した各作動が得られるとともに、開閉弁１６ａが開かれて食塩水貯留槽１２内に飽和食塩水を生成するための水道水が供給される。なお、食塩水貯留槽１２内への水道水の供給は、水位が上限水位となり、これが上限水位センサＬ２により検出されて開閉弁１６ａが閉じられるまで続行する。
【００２１】
ところで、本実施形態においては、食塩水貯留槽１２内の飽和食塩水の消費量が所定量に達したことを下限水位センサＬ１からの検出信号によって検出し、この検出信号に応答して制御装置１３が上記のイオン再生モードにて飽和食塩水がイオン交換槽２２を逆流するように４方切換弁２３ａおよび開閉弁２３ｂ，２３ｃを設定時間ｔ１作動させるため、食塩水貯留槽１２内に一度に補給し得る最大限の飽和食塩水（接続管２９ａの下端開口に相当する水位から上限水位までの間に収容される水量である）が所定量（上限水位から下限水位までの間に収容される水量）消費される毎に４方切換弁２３ａおよび開閉弁２３ｂ，２３ｃが自動的に設定時間ｔ１作動することとなり、軟水器２０を付設する電解水生成装置の電解処理槽１１にて消費される食塩水の量に応じて軟水器２０の再生を自動的にかつ的確に行なうことができる。
【００２２】
また、食塩水貯留槽１２内の飽和食塩水を使用して再生を行うものであるため、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、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、食塩水貯留槽１２内の水位が下限水位以下になる（飽和食塩水の消費量が所定量に達する）と同時にイオン再生モードでの電解水生成運転を作動開始させるようにしてあるため、常に最適なタイミングにて軟水器２０の再生を自動的にかつ的確に行うことができる。
【００２３】
上記実施形態においては、食塩水貯留槽１２内の飽和食塩水の水位が下限水位に達すると同時にイオン再生モードでの電解水生成運転を作動開始させるようにプログラムを構成したが、イオン再生モードにて軟水器２０から電解処理槽１１に希薄食塩水が流れず電解処理槽１１での有隔膜電解が行われないように構成するとともに、図４に示したようにフローチャートを構成して、食塩水貯留槽１２内の水位が下限水位以下になった（飽和食塩水の消費量が所定量に達した）後に予め設定した時間帯（例えば、電解処理槽１１での有隔膜電解が行われない夜間等の時間帯）に達したとき再生運転を作動開始させるようにして実施することも可能である。この場合には、電解処理槽１１での有隔膜電解が行われない設定時間帯にて軟水器２０の再生を自動的にかつ的確に行うことができ、電解処理槽１１での処理効率を阻害することなく軟水器２０の再生を行うことができる。
【００２４】
なお、図４の各ステップ２０１，２０２，２０４，２０７，２０９では図３の各ステップ１０１，１０２，１０３，１０４，１０６と同じ作動が得られる。また、図４のステップ２０３ではフラグＦ＝１が判定され、ステップ２０５ではフラグがＦ＝１と書き換えられ、ステップ２０６では制御装置１３に組み込んだ２４時間タイマ（図示省略）の時刻Ｔ２が設定時間帯か判定され、ステップ２１０ではフラグがＦ＝０と書き換えられる。また、ステップ２０８では図１のステップ１０５と同様に陽イオン交換樹脂２２ｃの再生処理作動（ステップ２０８では軟水器２０から電解処理槽１１に希薄食塩水が流れず、また電解処理槽１１で有隔膜電解が行われない）が得られる。
【００２５】
また、上記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、飽和食塩水がイオン交換槽２２内を流出通路２２ｂと流入通路２２ａを通して逆流して排水通路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、このポンプの駆動により飽和食塩水を積極的に供給充填させて逆流させるように構成して実施することも可能である。
【００２６】
また、上記実施形態においては、食塩水貯留槽１２内の食塩水の消費量が所定量に達したこと（すなわち、軟水器２０への積算通水量が所定量に達したこと）を下限水位センサＬ１からの検出信号に基づいて検出するようにしたが、貯留槽１２内の食塩水の消費量が所定量に達したことは、上限水位センサＬ２からの検出信号に基づいて検出すること、食塩水貯留槽１２内の食塩水の残量重量に基づいて検出すること、食塩水貯留槽１２から流出する食塩水の積算流量に基づいて検出すること、或いは下限水位センサＬ１または上限水位センサＬ２にて下限水位または上限水位が検出された後の経過時間に基づいて検出すること等の種々な手法にて検出可能であるため、本発明の実施に際しては適宜選択して実施することが可能である。
【００２７】
また、上記実施形態においては、主管路１５ａの上流側端部１５ａ１にて所定濃度の希薄食塩水が調整されるタイプの電解水生成装置に付設される軟水器に本発明を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の軟水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、濃塩水貯留槽と希塩水貯留槽を備えて濃塩水貯留槽から希塩水貯留槽に供給される飽和食塩水と希塩水貯留槽に直接供給される水道水によって希塩水貯留槽にて所定濃度の希薄食塩水が調整されるタイプの電解水生成装置に付設される軟水器は勿論のこと、例えば冷塩水処理機における冷塩水処理槽に給水される食塩水を軟水化処理する軟水器にも実施し得るものである。また、上記実施形態においては、図１に示したように軟水器２０を主管路１５ａに介装したが、軟水器の配設位置は軟水器を付設する機器の構成との関係で適宜変更可能であり、例えば図１の水道管１９に介装して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一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】図１に示した制御装置が実行するプログラムのフローチャートである。
【図４】図１に示した制御装置が実行し得る他のプログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
１１…電解処理槽、１２…食塩水貯留槽、Ｌ１…下限水位センサ、Ｌ２…上限水位センサ、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

給水源から供給される水に食塩水貯留槽から供給される飽和食塩水を混合して調整された希塩水を軟水化処理して処理槽に供給する軟水器において、当該軟水器に収納したイオン交換槽内に前記食塩水貯留槽内の飽和食塩水を逆流させて排水する逆流給水手段と、前記食塩水貯留槽内の飽和食塩水の消費量が所定量に達したことを検出する検出手段の検出信号に応答して前記逆流給水手段を作動させる制御手段を設けて、該制御手段の制御下にて前記食塩水貯留槽から逆流する飽和食塩水により前記イオン交換槽内の陽イオン交換樹脂が再生処理されるようにしたことを特徴とする軟水器の再生制御装置。
前記食塩水貯留槽内の飽和食塩水の消費量が所定量に達すると同時に前記逆流給水手段の作動が開始するように前記制御装置を設定したことを特徴とする請求項 1 に記載した軟水器の再生制御装置。
前記食塩水貯留槽内の飽和食塩水の消費量が所定量に達した後に予め設定した時間帯にて前記逆流給水手段の作動が開始するように前記制御装置を設定したことを特徴とする請求項 1 に記載した軟水器の再生制御装置。