JP4025887B2

JP4025887B2 - 軟水化装置

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Publication number: JP4025887B2
Application number: JP2002186258A
Authority: JP
Inventors: 真也藤江; 明篠崎; 弥志雄鈴木; 誠岡田
Original assignee: 株式会社日立ハウステック
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: JP2003159590A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水などの原水の硬度成分を除去し軟水化する軟水化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水道水などの原水を軟水化する軟水化装置として、全体の横寸法が小さくなり台所などのスペースに設置できる家庭用軟水器（例えば、特開平７−２３２１６６号公報参照）や、イオン交換樹脂の再生の簡略化によりコンパクトとした軟水器（特開平８−１５５４４７号公報参照）等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術で述べたもののうち前者の家庭用軟水器は、台所などの卓上に設置するタイプのものであって、軟水器自体はコンパクト化することができるものの、この軟水器に接続した水道蛇口などの給水手段から水の供給を受ける必要があって、軟水器とこれに接続する水道蛇口などの給水手段との全体としてはその設置場所にまだ制約がある。
【０００４】
また、後者のイオン交換樹脂の再生を簡略化した軟水器は、工業用軟水器におけるイオン交換樹脂の再生を簡略化したものであって、軟水化装置の他に、塩水再生装置も備えているためまだ大型であり、前述と同様にその設置場所に制約を有していた。
【０００５】
本発明は、軟水化装置全体としてのコンパクト化により浴室壁面などへの直付けを可能とし、また、一般家庭用として、塩水再生装置を備える場合でも装置全体としてのコンパクト化が図れ、浴室などで使用する場合にはシャワーやカランを使用する際の使い勝手が向上する軟水化装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次のものに関する。
（１）原水からイオン成分を除去する軟水化部と、この軟水化部に接続して原水を軟水化部に供給する開閉弁を一つのケーシング内に収納してなる軟水化装置であって、前記開閉弁に、シャワーとカランとのそれぞれの通路に切替える切替弁と開閉部を備え、この切替弁と開閉部との間に軟水化部を接続し、前記軟水化部の水を排出する排出管に、前記軟水化部が通水状態で閉じて、非通水状態では開く排水弁を設け、前記切替弁は、前記開閉弁が閉になった場合は、シャワー側通路、カラン側通路、及び、軟水化部を、大気開放する軟水化装置。
（２）（１）において、開閉弁と切換弁は、１個の操作手段を用いて操作できるように構成した軟水化装置。
（３）（１）又は（２）において、
原水からイオン成分を除去する陽イオン交換樹脂を備える軟水化部と、この軟水化部に接続して原水を軟水化部に供給する開閉弁と、軟水化部と接続された塩タンク部と、塩タンク部に水を供給する再生管と、再生管を開閉する再生弁を備え、この再生弁の上流側を、前記開閉弁の上流側に接続してなる軟水化装置。
【０００７】
【作用】
本発明による軟水化装置は、水道水などの原水からイオン成分を除去して軟水化するための軟水化部と、この軟水化部に接続して原水を軟水化部に供給するための従来における軟水器に接続していた水栓に相当する開閉弁が、一つのケーシング内に収納される。
これにより、開閉弁と一体で軟水化部がケーシング内にコンパクトに収納されているので、ケーシングを浴室の壁面などに直接取付けて使用することも可能となり、設置場所の制約が軽減する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の軟水化装置における軟水化部では、一般的に使用されている陽イオン交換樹脂を用いて原水を軟水化する。陽イオン交換樹脂は、水道水中のカルシウムイオン（Ｃａ^２＋）と、マグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）を除去する。初期段階では、イオン交換樹脂の母体は、陰イオン（Ｒ−ＳＯ^３−）に陽イオンであるナトリウムイオン（Ｎａ^＋）が結合している。水道水を陽イオン交換樹脂に導入すると、イオン交換が始まり、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋が樹脂に吸着され、その代わりにＮａ^＋を放出する。したがって、硬度成分であるＣａ^２＋、Ｍｇ^２＋が除去されることで軟水化される。また、陽イオン交換樹脂の交換能力には限界があるため、交換能力が低下するとこれを再生させるが、一般的に塩水（ＮａＣｌ）を通水することで再生される。ＮａＣｌが通水されると、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋が塩素イオンＣｌ⁻と結合して排出され、一方Ｎａ^＋がＲ−ＳＯ^３−と結合し、初期の陽イオン交換樹脂の状態に復元することで再生される。
【０００９】
このような軟水化装置の軟水化部へ水道水を流入させるために、開閉弁が用いられ、その開閉弁を軟水化部と同一のケーシングに収納することによって、軟水化装置全体をコンパクト化することができる。
また、開閉弁には水道水通路の開閉を行うとともに、シャワーやカランへの通路切替を行うものがあり、このような開閉弁と軟水化部を接続することによって、全体としては軟水化装置でありながら、通常の水栓を使用するような使い勝手が得られる。
【００１０】
一方、水道に接続する給水装置の中で、水が逆流する心配のある場所に設置されている給水装置は、「給水装置の構造及び材質の基準に関する省令」の中で、逆流を防止する性能を有することが義務付けられている。すなわち、水道に接続する水栓と接続する軟水化装置で、塩水により陽イオン交換樹脂を再生するものでは、軟水化装置の上流側に、逆流を防止する手段を用いる必要がある。
再生のための塩水を生成するための水の供給は、何らかの再生弁を用い、さらにこの再生弁を水道に直結することによって、この開閉弁の開閉に無関係に再生弁のみの操作で行うことができるようになり、使い勝手がさらに向上する。
【００１１】
陽イオン交換樹脂は、長期間使用していると、陽イオン交換樹脂が劣化し、交換する必要が生じる。そこで、陽イオン交換樹脂をカートリッジ化して、軟水化装置のケーシングの外側からケーシングに出し入れできる構造にしておくことが好ましく、これにより簡便に交換することが可能になる。
【００１２】
軟水化部が陽イオン交換樹脂を備え、この陽イオン交換樹脂を再生する塩タンク部を備えた軟水化装置で、塩タンク部を、塩タンクと塩カゴから形成されるようにすれば、塩投入時に、塩タンク部から塩カゴを分離して塩投入が可能となり、軟水化装置への塩投入が容易になるので好ましい。さらに、塩カゴに取っ手を付けるようにすれば、塩カゴの塩タンクからの出入も容易となる。
【００１３】
水道に直結された軟水化装置を使用するには、何らかの方法で壁面や床面に設置する必要がある。特に浴室などの床面に設置する場合は、洗い場スペースが狭くなってしまう。
そこで、本発明による軟水化装置は、軟水化部と開閉弁が収納されたケーシングを浴室の壁面に固定することによって、洗い場スペースを損なうこと無く、軟水化装置が固定できる。
さらに、このように浴室の壁面にケーシングを取付ける場合、予め浴室の壁面に係止部を突設させた固定具を取付け、軟水化装置のケーシングの背面には穴部を設けて、ケーシングの穴部を固定具の係止部に係止させるようにすることによって、軟水化装置を浴室の壁面に簡単に設置することができる。
【００１４】
本発明による軟水化装置は、水を軟水化可能であれば特に限定されるものではないが、軟水化部に陽イオン交換樹脂を有することが好ましく、また、陽イオン交換樹脂の形状は、通水される水との接触面積を大きくするために、繊維状、多孔質形状または粒状等であることが好ましく、中でも直径１ｍｍ以下の粒状のものが好ましく用いられる。
【００１５】
陽イオン交換樹脂の量は、必要な軟水量と原水硬度に応じて決定される。例えばシャワーで約５０Ｌの軟水が必要な場合は、原水硬度を約１５０ｍｇ／Ｌとすると陽イオン交換樹脂は約２００ｍＬ必要であるが、その軟水化装置が目標とする必要軟水量と、目標とする原水硬度に応じて、各々決定される。ただし、陽イオン交換樹脂を通過した水の硬度は３０ｍｇ／Ｌ以下となるようにすることが好ましい。硬度３０ｍｇ／Ｌ以下であると、石けんの泡立ちが良く、洗浄力が上がり、湯垢も付きにくくなる。なお、ここで述べる水の硬度は、水中のカルシウム塩及びマグネシウム塩の含有量で示される。
また、軟水化部が陽イオン交換樹脂を内包した陽イオン交換樹脂カートリッジを備え、この陽イオン交換樹脂カートリッジをケーシング外部から交換可能なように出し入れできる構造としておけば、陽イオン交換樹脂が劣化したときの交換作業が容易になる。
【００１６】
本発明の軟水化装置に用いる開閉弁は、水道水通路に直結され、その通路を開閉するものであれば特に限定されることなく使用することができ、具体的には、洗面化粧台用、キッチン用、浴槽用、浴室の洗い場用の水栓などがある。中でも、浴室の洗い場用の水栓は、水道水通路の開閉と共に、シャワーとカランへの通路の切り替えができるものが用いられる。
【００１７】
本発明の軟水化装置における軟水化部は、開閉弁に接続されるものであり、水道からの水圧を直接受けず、軟水をシャワーとカランに切り替えながら供給するために、開閉弁は、シャワーとカランとのそれぞれの通路に切替える切替弁と開閉部を備えたものとし、この切替弁と開閉部との間に軟水化部を接続するのが好ましい。
また切替弁は、開閉弁が閉になった場合は、シャワー側通路とカラン側通路が開放される構造のものを使えば、軟水化装置が締め切り状態に保持されることがなくなる。また開閉弁と切替弁は、操作の煩雑さを解消する目的で、１個の操作手段を用いて操作できるように構成することが好ましい。
【００１８】
本発明による軟水化装置のケーシングは、開閉弁と軟水化部を収納するものであれば特に限定されることなく使用することができ、収納のために、背板、下ケース、上ケース、前ケースといったように分割構造にしてもよい。なお、この場合、開閉弁を操作するハンドルや、吐水口であるシャワーやカラン及びその接続具は、ケーシングが収納する対象にはならない。
また、軟水化装置の再生のための塩投入部は、塩を投入しやすいように、簡単に取外せる構造か、開閉手段をもっているようにするのが好ましい。さらに、塩の残量を確認できるように、透明材料で作るなど、内部が見えるようにするのがよい。
【００１９】
本発明の軟水化装置に用いる逆流防止手段としては、逆止弁とバキュームブレーカ（真空破壊弁）を用い、その逆流防止手段の下流から上流への逆流を防止するものであれば特に限定されることなく使用することができ、他の方法としては、上流と下流間に所定空間を設けた吐水口空間なども考えられる。
【００２０】
本発明の軟水化装置に用いる塩タンク部は、再生に用いる塩を貯蔵し、塩水を生成するための水が供給される構造のものであればよく、さらに生成された塩水は、自然流下やポンプ搬送等の手段によって、陽イオン交換樹脂部に供給される。
塩の貯蔵手段としては、塩投入が容易にできるように、塩タンク部から取外せる構造のカゴ状の塩カゴを設けることもできる。この塩カゴには、取っ手を設けて容易に取外せるようにするのが好ましい。
【００２１】
本発明の軟水化装置に用いる再生弁は、水栓の開閉弁上流側に接続されるもので、水道からの水圧に耐え、その通路を開閉するものであれば特に限定されることなく使用することができ、具体的には、電磁弁や手動のボールバルブなどがある。電磁弁を使用した場合には、制御手段とスイッチを組み合せることもできる。
【００２２】
本発明による軟水化装置の設置方法としては、設置場所に固定できる構造であれば特に問わないが、主として浴室の壁面に設置するのが好ましい。このように浴室の壁面に設置することにより、床面に穴を空けることなく施工できるため防水処理が簡便になり、さらに、洗い場スペースを損なうことなく、軟水化装置を設置することが可能となる。
また、軟水化装置を浴室の壁面に取付ける手段としては、浴室の壁面に係止部を突設させた固定具を設け、軟水化装置のケーシングの背面には穴部を設けて、ケーシングの穴部を浴室の壁面に取付けた固定具の係止部に係止させるようにするのが好ましく、このようにすることによって、軟水化装置を浴室の壁面に簡単に設置することが可能となる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明による軟水化装置の実施例について、図１乃至図１０を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による軟水化装置の水通路の構成を示す説明図、図２は本発明の実施例による軟水化装置の外観を示す正面図、図３は本発明の実施例による軟水化装置の外観を示す右側面図、図４は本発明の実施例による軟水化装置の内部構造を示す正面図、図５は本発明の実施例による軟水化装置の内部構造を示す右側面図である。
【００２４】
図１において、軟水化装置４２は、陽イオン交換樹脂１を収納した軟水化部３３と、軟水化部３３へ水を供給するための供給管３と、軟水化部３３から軟水を吐水させるための軟水管４と、軟水化部３３上部の塩タンク部５と、塩タンク部５へ水を供給する再生管６と、陽イオン交換樹脂１を再生させた塩水を排出する排出管７と、再生管６を開閉する再生弁８とで構成される。
軟水化部３３は、図８に示すように内部に陽イオン交換樹脂１を収納したイオン交換樹脂カートリッジ３８を収納し、キャップ３９で前記陽イオン交換樹脂カートリッジ３８の固定と軟水化部３３外部への水封を行っている。陽イオン交換樹脂カートリッジ３８の交換は、キャップ３９を取外すことにより交換できる構造とした。
さらに、図１に示すように塩タンク部５と陽イオン交換樹脂部２を結ぶ塩水管９には、陽イオン交換樹脂部２から塩タンク部５への逆流を防止する逆止弁１０が設けられる。塩タンク部５は、図７に示すように塩カゴ３５と塩タンク４１とから構成し、塩カゴ３５には、塩投入時に塩タンク部５より取り外せるように取っ手３６を取付けた。
図１における排出管７には、陽イオン交換樹脂部２が通水状態で閉じて、非通水状態では開く排水弁１１が設けられている。また、前述の再生弁８は、電磁弁であって、特に図示はしないが制御手段によって開閉される。
【００２５】
図１における開閉弁１２は、サーモスタット湯水混合水栓であり、水入口管１３と、湯入口管１４と、湯水を混合し設定温度に自動調節する混合部１５と、混合された湯水を開閉する開閉部１６と、湯水をシャワー側通路１７、カラン側通路１８に切り替える切替弁１９で構成される。温度の設定は、混合部１５を操作する温調ハンドル２０（図２乃至図５参照）で行われ、開閉部１６と切替弁１９の操作は切替ハンドル２１で行われる。また、シャワー側通路１７の下流には、シャワーホース２２を介してシャワーヘッド２３が設けられ、カラン側通路１８の下流には、カラン２４が設けられる。また、水入口管１３と湯入口管１４には、混合部１５に至る通路にそれぞれ止水栓２５と逆止弁２６が設けられる。
【００２６】
上記の軟水化部３３と開閉弁１２との接続は、開閉部１６と供給管３、軟水管４と切替弁１９、水入口管１３と再生管６の再生弁８下流側が接続される。また、供給管３には、塩水の水道側への逆流を防止するため、軟水化部３３から開閉部１６の方向に閉じる逆止弁２７と、供給管３内の圧力が負圧になった際に大気開放されるバキュームブレーカ２８が設けられる。
【００２７】
ケーシング２９には、前述した軟水化部３３と開閉弁１２を一つのケーシング２９内に収納し、図２に示すように温調ハンドル２０、切替ハンドル２１、シャワーホース２２及びカラン２４をケーシング２９外に露出して接続装着し、図４に示すように、水入口管１３の上流側と湯入口管１４の上流側をケーシング２９下部から露出させて、軟水化装置４２の設置現場で給水管及び給湯管に接続できるようにしている。
図２乃至図５に示すように、温調ハンドル２０は、ケーシング２９の前方上部に位置し、切替ハンドル２１はケーシング２９の右側面に位置し、カラン２４はケーシング２９の前方中央部に位置し、シャワー接続口３０は、ケーシング２９の奥側側面に位置していて、軟水化装置４２の設置形態に応じて、ケーシング２９の右側面や左側面に位置させることもできる（実施例では、右側面に位置している例を示す）。また、水入口管１３の上流側と湯入口管１４の上流側は、ケーシング２９の下部に位置し、配管施工の後に配管カバー３１により覆われる。
ケーシング２９上部は、図２乃至図５に示すように、塩を投入する際に着脱するカバー部材３２が設けられ、カバー部材３２を取り外した際には、塩タンク部５が露出する。実施例ではカバー部材３２を、カバー装着時でも、塩の残量が確認できるように、透明な材料を用いて製作した。
【００２８】
上述の図１乃至図５及び図７乃至図８に示した軟水化装置４２を、実施例では図６に示すように浴室の洗い場に設けられた浴室カウンター４０上に配置し、軟水化装置４２のケーシング２９背面側を浴室の壁面４３に取付けた。
軟水化装置４２を浴室の壁面４３に取付ける方法は、図９及び図１０に示すように、浴室の壁面４３に、上下に突設する係止部３４ａを備えた形状の固定具３４を予め取付けて、この係止部３４ａを、軟水化装置４２のケーシング２９背面に設けた穴部２９ａを引っ掛けるようにして固定した。このように軟水化装置４２を固定した後、浴室カウンター４０の下部空間に配管した給水管及び給湯管（図示省略）を浴室カウンター４０の上面から突出させて、この給水管及び給湯管を図４に示したケーシング２９の下部に位置する水入口管１３の上流側と湯入口管１４の上流側に接続配管して、配管施工の後に配管カバー３１により覆った。
【００２９】
次に、軟水化装置４２の水の流れについて説明すると、シャワーヘッド２３やカラン２４で軟水を吐水させる場合には、まず、温調ハンドル２０を操作して温度設定を行い、切替ハンドル２１をシャワー側またはカラン側に操作すると、同時に開閉部１６が開き、水と湯が水入口管１３と湯入口管１４から流入する。水と湯は、混合部１５に流入し、混合部で１５は設定された温度に合うように水と湯の混合比率を自動調節する。ここで混合された水は、開閉部１６を通じて供給管３を通り、陽イオン交換樹脂部２に流入する。陽イオン交換樹脂部２では、陽イオン交換樹脂１を通過した水が軟水化される。また、軟水化部３３は水の流入によって内圧が上昇し、この圧力によって、塩水管９の逆止弁１０と排出管７の排水弁１１が閉じる。陽イオン交換樹脂１を通過した水は、軟水管４を通じて切替弁１９に流入し、ここでシャワー側通路１７又はカラン側通路１８に切り替えられ、選択された方に吐水する。
【００３０】
シャワーヘッド２３やカラン２４の吐水を停止する場合は、切替ハンドル２１を停止位置に操作すると、開閉部１６が閉じ水流が停止し、切替弁１９はシャワー側通路１７とカラン側通路１８を開放する。これによって、陽イオン交換樹脂部２の内圧は大気開放され、塩水管９の逆止弁１０が開き、排水弁１１が開く。
また、供給管３の逆止弁２７は開閉部１６側に閉じる。
【００３１】
再生の場合は、何らかの手段（例えばスイッチ操作）によって、再生弁８が開くと、再生管６から、塩タンク部５へ水が流入する。塩タンク部５には予め塩が貯蔵されていて、再生管６からの水によって溶解し塩水が生成される。軟水化部３３は、非通水状態では大気開放されている状態であるため、塩水は上部に配置された塩タンク部５から塩水管９を通じて自然流下し、陽イオン交換樹脂１を再生し、再生後の排水が排水弁１１、排出管７を通じて、軟水化装置４２外に排出される。
実施例では、再生後の排水は、図６に示すように浴室カウンター４０下部に設けた排水口３７より浴室の洗い場床面に排出されるように、排出管７を接続した構造とした。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軟水化装置によれば、原水からイオン成分を除去する軟水化部と、この軟水化部に接続して原水を軟水化部に供給する開閉弁を一つのケーシング内に収納する構成としており、軟水化部が開閉弁と一体でケーシング内にコンパクトに収納されるため、特殊な外部配管を使用することなく、通常の水栓と同じような施工で例えば浴室壁面などへの直付けが可能となって、一般家庭への設置が容易となる。
【００３３】
また、ケーシング内の開閉弁に、シャワーとカランとのそれぞれの通路に切替える切替弁と開閉部を備え、この切替弁と開閉部との間に軟水化部を接続することにより、通常の水栓と同じような操作方法で、シャワーやカランから軟水を吐水することが可能となる。
【００３７】
また、再生管の再生弁上流側を開閉弁上流側に接続した軟水化装置であれば、その再生弁を操作するだけで陽イオン交換樹脂の再生が可能になる。
【００４０】
なお、本発明の軟水化装置による軟水は金属石けん成分である硬度成分が除去されているため、水周り部品への金属石けんの付着防止、石けんや洗剤の洗浄力の向上のほか、肌荒れ予防、毛髪のしなやかさ保持などの美容上の効果があることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による軟水化装置の水通路の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例による軟水化装置の外観を示す正面図である。
【図３】本発明の実施例による軟水化装置の外観を示す右側面図である。
【図４】本発明の実施例による軟水化装置の内部構造を示す正面図である。
【図５】本発明の実施例による軟水化装置の内部構造を示す右側面図である。
【図６】本発明の実施例による軟水化装置の浴室内での設置例を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例による軟水化装置の塩タンク部の構造を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例による軟水化装置の陽イオン交換樹脂の交換構造を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例による軟水化装置を浴室の壁面に固定する設置例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例による軟水化装置の固定方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
１陽イオン交換樹脂２陽イオン交換樹脂部
３供給管４軟水管
５塩タンク部６再生管
７排出管８再生弁
９塩水管１０逆止弁
１１排水弁１２開閉弁
１３水入口管１４湯入口管
１５混合部１６開閉部
１７シャワー側通路１８カラン側通路
１９切替弁２０温調ハンドル
２１切替ハンドル２２シャワーホース
２３シャワーヘッド２４カラン
２５止水栓２６逆止弁
２７逆止弁２８バキュームブレーカ
２９ケーシング２９ａ穴部
３０シャワー接続口３１配管カバー
３２カバー部材３３軟水化部
３４固定具３４ａ係止部
３５塩カゴ３６取っ手
３７排水口３８陽イオン交換樹脂カートリッジ
３９キャップ４０浴室カウンター
４１塩タンク４２軟水化装置
４３浴室の壁面

Claims

原水からイオン成分を除去する軟水化部と、
この軟水化部に接続して原水を軟水化部に供給する開閉弁を一つのケーシング内に収納してなる軟水化装置であって、
前記開閉弁に、シャワーとカランとのそれぞれの通路に切替える切替弁と開閉部を備え、
この切替弁と開閉部との間に軟水化部を接続し、
前記軟水化部の水を排出する排出管に、前記軟水化部が通水状態で閉じて、非通水状態では開く排水弁を設け、
前記切替弁は、前記開閉弁が閉になった場合は、シャワー側通路、カラン側通路、及び、軟水化部を、大気開放する軟水化装置。
請求項１において、
開閉弁と切換弁は、１個の操作手段を用いて操作できるように構成した軟水化装置。
請求項１又は２において、
原水からイオン成分を除去する陽イオン交換樹脂を備える軟水化部と、この軟水化部に接続して原水を軟水化部に供給する開閉弁と、軟水化部と接続された塩タンク部と、塩タンク部に水を供給する再生管と、再生管を開閉する再生弁を備え、この再生弁の上流側を、前記開閉弁の上流側に接続してなる軟水化装置。